噪声和TDMA噪声
“噪声”一般广泛用于描绘那些会使所需信号的纯净度发生失真的剩余的电气信号。一些类型的噪声是无法避免的（例如被测信号幅值上的实践动摇），只能经过信号均匀化和带宽缩短技能来战胜这类噪声。另一种类型的噪声（例如，射频搅扰和“接地回路”）能够经过不同的技能来下降或许消除，包括滤波技能和细心的接线设置以及器材方位摆放。终究，有一种噪声，它起因于信号扩大进程并能够经过低噪声扩大器规划技能来削弱。虽然下降噪声的技能是有用的，但总是希望从可免于噪声搅扰，并具有尽或许低的扩大器噪声的体系开始运用降噪技能。下面介绍的是影响电子电路的各种类型噪声的简略总结。
热噪声（或许Johnson噪声或许白噪声）与电阻中电子的热扰动而体现出的温度直接相关。在扬声器或许麦克风的比如中，噪声源是空气分子的热运动。
散粒噪声是由于从外表发射或许从结点分散的许多带电载流子随机的动摇而构成的。该噪声总是与直流电流相相关，而与温度无关，它首要存在于双极性晶体管中。
闪耀噪声（或许是1/f噪声或粉红噪声）首要是由于硅外表玷污和晶格缺点相关的圈套构成的。这些圈套随机地捕获和开释载流子，并具有与工艺相关的时刻常数， 发生了在能量集合在低频率处的噪声信号。
炒爆噪声（爆米花噪声）的发生是由于重金属离子玷污的存在，在一些集成电路和别离电阻中都会发现此类噪声。在一些双极性集成电路中，炒爆噪声是由于发射区的太多掺杂而构成的。下降掺杂水平有或许彻底消除炒爆噪声。这是另一种类型的低频噪声。
雪崩噪声是pn结中的齐纳现象或许雪崩击穿现象发生的一种噪声类型。在雪崩击穿发生时，反偏pn结耗尽层中的空穴和电子经过与硅原子的磕碰以取得满足的能量来发生空穴-电子对。
TDMA噪声（“哼声”）源于GSM蜂窝电话中发生的217Hz的频率波形，当它耦合至音频途径和传到扬声器、听筒或许麦克风时会发生可听见的噪声。下文会给出关于此类噪声的详细描绘。
本运用攻略将会清晰阐明客户在GSM蜂窝电话规划进程中驱动单通道扬声器时所遇到的TDMA噪声难题。在深入研究怎么将该噪声最小化时，将会回忆一下桥接负载（BTL）单通道扩大器作业的布景阐明。在下面运用图示中，一切的电阻都具有持平的R值（图1）。
图1. 桥接负载的单通道扩大器
在该结构（图1）中，一个输入信号VIN加到扩大器A1的反相输入端并经过增益为0dB的扩大。A1的输出衔接到扬声器的一侧和扩大器A2的反相输入端，相同经过0dB增益扩大。A2的输出衔接到扬声器的另一端。由于A2的输出同A1的输出是180度反相的，A1和A2之间的终究差值VOUT，是单个扩大器输出幅值的两倍。当给定正弦输入信号， 比较单端扩大器，该BTL结构有用地加倍输出电压，使得在相同负载下输出功率添加为本来的四倍（图2）。
图2 桥接负载的输出电压
正如GSM蜂窝电话制作商所发现的，BTL单通道结构简单遭到射频信号的搅扰（RFI）。这种搅扰信号直接耦合到音频途径，使希望波形发生失真，听起来是一种“哼声”，被称之为TDMA噪声。GSM蜂窝电话运用TDMA（时分多址）时隙共享技能发生从800MHz至900MHz或许1800MHz至1900MHz的高功率RF信号。传输电流能够超越1A，在通话期间的脉冲重复速率为217Hz，脉冲宽度大约为0.5ms。假如电流脉冲耦合至音频电路中，许多的217Hz谐波信号会发生听到的“哼声”。
是什么构成可听到的“哼声”？在音频规模内的能量，包括217Hz的TDMA重复脉冲速率和它的谐波，在声道中以两种办法存在：在直流电源中的电流改变， 和在RF信号的调制包络。来自RF功率扩大器在传输空隙汲取的大电流和RF电路在接纳空隙汲取的较小电流构成了直流电源电流脉冲波形（图3）。
图3 周期性的传输和接纳电流脉冲波形
耦合电流波形至音频电路的两个首要的发生机理是电源纹波电流和接地线纹波电流，它们都是以217Hz的频率存在。别的，发射RF能量的一部分也会耦合到音频电路中。
图4 RF能量耦合到音频电路中
当存在长的走线衔接扩大器输出至喇叭时，潜在的RF能量耦合到音频电路的事情最有或许发生，此刻走线类似于天线的作用。好的布局应该能避免RF能量耦合至音频和电源走线，在电话中这些走线衔接基带部分或许音频电路。这些子体系的规划有必要能够阻挠或许对地旁路RF信号， 使得该信号不会传至半导体有源音频器材的结点。能够经过不同的途径将RF能量从RF电路传至音频电路中：
* 从天线辐射到音频或许电源器材， 或许衔接它们的走线或器材。
* 从RF器材经走线到音频器材的传导。
* 经地线至音频子体系的传导。
* 行线之间的线到线的耦合， 或许从行线至同一层或相邻层的地端耦合。
* 从行线到器材或许器材到器材的耦合。
防备办法包括屏蔽、地线规划和细心的全体布局实践。一些防备办法如下：
* 屏蔽音频部分和与之相关的电源办理和基带部分来阻隔杂散RF信号。屏蔽RF部分将杂散能量降到最低。
* 将屏蔽接至大地使大动态电流无阻止流入。
* 将音频电路部分下面大块的接连音频接地和脉冲电流阻隔开来。
* 不允许同一层上的走线将接地线分隔。
* 将器材经多过孔与接地层相连。
* 不要将带着电源或许音频信号的布线与那些包括RF信号或大动态电源电流的走线平行放置。使灵敏走线和潜在搅扰源的距离最大。
* 关于有必要坚持笔直或（90’’）的走线规划，要将噪声耦合降到最低。
* 经过一个包括满足通孔的地线构成法拉第屏蔽来将内层的音频走线与非音频走线阻隔。
* 不要将包括RF信号或许动态直流电流的走线直接放置在音频器材的下面。
将音频反应和信号途径器材尽或许接近音频扩大器放置，将器材与RF能量源阻隔开来。
虽然尽力做了许多防备措施，可是依然会有一些RF能量会耦合到音频走线上。还运用对地旁路电容构成的单极点低通滤波器进一步衰减传导至音频扩大器半导体结点的RF能量。有必要运用小容量的电容对RF能量进行旁路，这样才不会影响音频信号。由于GSM蜂窝电话的频带规模大约在900MHz至1800MHz之间，最佳电容的选取自然是上述频率中能够发生谐振的;10pF至39pF的典型电容值对音频信号的影响可疏忽。在每个音频扩大器输入端、输出端或许对RF能量灵敏的电源引脚处，应该运用各自不同的电容对发生的RF能量进行旁路。假如需求进一步的阻隔，应添加一个电感（或许铁氧体磁珠;铁氧体磁珠是电感和电阻的组合）来构成一个两极点低通滤波器，器材放置的物理方位4要尽或许的接近扩大器输出端。图5所示为LM4845单通道输出的实践运用。客户经过完成-3dB截止频率为1MHz的两极点低通滤波器，能够体会单通道喇叭的音频蜂音，其远超出了音频规模而又远低于GSM频率的频带规模。音频蜂音被衰减了30dB，归于听力可接纳水平。
图5 阻隔扩大器输出的外置两极点低通滤波器
虽然GSM蜂窝电话制作商在运用LM4845时会遇到TDMA噪声的难题，其他的客户则不会。在寻觅并处理客户电路的毛病之后，能够确认较差的器材布局和较差的电路布线是发生音频蜂音的首要原因。为了协助体系规划师将噪声灵敏度降到最低，从头规划LM4845为差分的单端输入电路，扩大器输出端是专有的RF按捺电路。这款改善的器材便是LM4946。图6所示为LM4845和LM4946在相同情况下的比较。假如没有RF按捺电路，经过217Hz的 TDMA脉冲在RF调制包络上的重复携载，RF能量能够传播到LM4845并耦合到音频途径中。虽然LM4946中存在相同的217Hz TDMA重复脉冲，RF按捺电路能够将RF能量的衰减从20dB增大至到30dB。图6也给出了在LM4946中得到充沛衰减的调制包络。
图6 丈量得到的TDMA噪声
当时，只要LM4884和LM4946包括了专有的RF按捺电路，运用该技能的更先进的其他产品正在开发之中。
结语
正如一句陈旧的谚语所说的，“防备胜于医治”;咱们能够将相同的道理运用到GSM蜂窝电话的规划之中，在规划完之后再测验去按捺TDMA噪声的本钱比较贵重、消耗许多时刻还达不到所想要的作用，所以好的防备技能应该出现在实践的电路布局之前;器材定位，电源走线方位，地线方位，屏蔽和许多从前列出的防备技能。LM4946、LM4884以及具有RF按捺技能的未来产品能够充沛地将TDMA噪声降到最低，现在仍没有独自的解决方案能够避免TDMA噪声的发生。
