消除扬声器音频杂音的技巧

1、消除扬声器音频杂音的技巧音频杂音 (click and pop) 是扬声器或耳机产生的不良噪 声。它是由注入扬声器线圈的瞬态电流脉冲引起的，该电流 瞬间移动进出扬声器纸盆就造成了杂音。杂音可能会使人的 耳朵感到不舒服和厌烦。当音源上电或掉电，或当音频信号 减弱或被不同负载复用时，就会产生杂音。这些情况产生的 瞬态脉冲通过扬声器负载放电，从而引起令人讨厌的杂音。 为延长电池寿命，笔记本电脑、手机、 MP3 播放器等便携式 媒体设备采用了节能设置 (如待机、休眠模式等 )，同时集成 了 USB 或多个音源开关，杂音瞬变正变得日益突出。本文 介绍了杂音瞬变是如何产生和测量的。给出了对杂音的客观 和主

2、观描述。提出了一项旨在减少瞬变出现以消除杂音的指 导原则。 还对不同的杂音消除技术与某些设计中最新 Intersil 器件的性能进行了比较。杂音的来源 杂音瞬变的一些常见原因是：电源瞬变、 DC 输入瞬变、音 频驱动器偏置电压。1. 电源瞬变当音频元件的DC电源转换开(ON)关(OFF)时，由于变化的 电源电压转换速率 (slew rate) 的缘故，扬声器或耳机的电压 可能出现反跳 (bounce) 。尽管电源旁路 (by-pass) 电容有助于 减少一个元件电源引脚上的噪声尖峰，如图 1 所示，将低通 滤波器 (LPF) 构建在 V+ 引脚之上的技术可以进一步减少电源 引脚的瞬变。在 IC

3、 的 Vbattery 电源引脚和 V+ 引脚之间放上一个串联电阻 RSeries ，就构成了一个带有去耦电容 Cin 的低通滤波器 (LPF)。由于Intersil的音频开关IC消耗的电源电流w 10卩A, 这个解决方案很有效，在大小适当时，可以使串联电阻两端 的电压降忽略不计。 这个 LPF 可将 DC 电压的快转换速率瞬 变转换成 IC 电源引脚上较慢的指数斜率。较慢的斜坡电压 可以最大限度地减少电源的开关瞬变，同时消除开关输出端 所有的注入电荷，这些电荷会导致负载上的杂音。2. DC 输入瞬变图2显示了驱动一个32 Q耳机的单电源音频放大器的简化布 局，它广泛用于许多便携式媒体播放器。

4、音频放大器输出信 号被 DC 偏置为系统电源电压的一半，从而允许完整的音频 信号在正负方向摆动。220 pF隔直流(DC blocking)电容可消 除耳机负载的DC偏置。220 pF电容和32Q负载阻抗构成了 一个有 22Hz 转角频率的高通滤波器 (HPF) ，可覆盖整个音 频带宽。图 3 显示了随着音频放大器的上电和掉电在耳机上出现的瞬 态电压波形。当音频放大器在 DC 偏置上电 (退出休眠模式 ) 或掉电 (进入休眠模式 )时，由于电容器的 dv/dt 原理， 电容的VLoad 节点会出现一个瞬间电压变化。 由于负载存在一个对 地的 DC 路径，使电容放电回到 0V 。负载两端突然的 DC 电 压变化可导致扬声器纸盆随瞬态脉冲电流运动，而出现杂音。3. 音频驱动器 DC 偏置电压图4 显示了一个不需要隔直流电容的音频驱动器输出级应用， 因为这里没有 DC 偏置电压。该应用通常使用有负摆幅能力 的双电源音频驱动器或单电源音频驱动器。音频驱动器的运 算放大器(op-amp)可以具有范围在土 10mV至土 20mV的DC