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家庭音响用音频线静噪对策解决方案

2018-01-29
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家庭音响中的噪声问题


以往输出大的音响设备很重视音质,所以使用数字放大器,近年来随着数字放大器的高清音质的发展,数字放大器也被广泛用于家庭音响中。


因为数字放大器会产生开关噪声,有时会从连接在扬声器的外壳向空间放射噪声,超过EMC标准。作为解决该噪声问题的对策,实施使用电容器和电感器的静噪对策。


※ EMC标准:各国规定的噪声标准(日本VCCI、美国FCC、欧洲EN等)


村田制作所将作为维持音质的同时消除噪声的静噪滤波器的音频线滤波器NFZ系列商品化。在此,介绍家庭音响中的噪声问题以及其解决对策。


家庭音响中音频线的噪声问题

通常,电子设备为抑制噪声,会插入电感器型的EMI对策元件。 家庭音响为确保高清音质,需要音频失真小的音频线用静噪对策元件。此外,为满足EMC标准,有时需要在电源线上实施静噪对策。

对策元件:    [1-2A 级]

NFZ_SM/SG 系列

NFZ_SD 系列(2017年11月目前研发中)


对策元件:    [5A 级]
NFZ2MSD 系列(2017年11月目前研发中)
NFZ32SW 系列

     

图1 家庭音响_各输出级的静噪对策元件使用图

音频线静噪滤波器的音频失真特性和静噪性能

<关于音频失真>※音频失真的相关基础


一般铁氧体磁珠和音频线滤波器NFZ_SD的音频失真特性如图2所示。与一般铁氧体磁珠的音频失真较大相比,即使通过大电流,阻抗特性也不会发生变化的NFZ_SD系列不会产生音频失真。因此,可保持无滤波器时音质的同时,实施静噪对策。 

图2 一般铁氧体磁珠和音频线用滤波器的音频特性(THD+N)


关于噪声抑制效果


家庭音响和智能手机等移动设备不同,扬声器会输出大音量,所以静噪对策元件也通过大电流。使用铁氧体材料的静噪对策元件,一旦通过电流,特性有可能会发生变化,所以选择时需要注意。


举一个例子,电流通过时的静噪对策元件的阻抗特性变化如图3所示。左侧是额定电流5A的铁氧体磁珠,右侧是村田的NFZ_SD系列。NFZ_SD系列即使在通过大电流时,阻抗特性也不会发生变化,能够维持静噪性能。因为扬声器输出的音量是不一定的,所以为了除去噪声,需要选择阻抗特性不会发生变化的滤波器。


此外,数字放大器产生的噪声因为具有高达数100MHz的频谱,所以在该频带中阻抗大的对策元件非常有效。

图3 一般铁氧体磁珠和音频线用滤波器的直流重叠特性的频率特性(THD+N)

由上可知,NFZ_SD系列是保持音质的同时具有很好静噪对策的产品。 


静噪对策事例

<对策事例1:扬声器线长度的影响>


近年来,扬声器的种类多种多样。从传统的大型扬声器到便携式。音频设备的大小不同,扬声器线的长度也不同,伴随着线的长度变化,噪声级也发生变化。


举一个例子,改变扬声器线长度时的放射噪声级的测量结果如图4(a)所示。线的长度越长,缆线放射的噪声级越大,为了符合噪声管制标准,需要实施静噪对策。


实施静噪对策后的结果如图4(b)所示。扬声器线上使用音频线滤波器NFZ_SD,就能符合噪声管制标准。

图4 智能手机的音频电路框图


<对策事例2:与一般铁氧体磁珠的比较>


家庭音响设备的D级放大器上实施静噪对策时的放射噪声测量结果如图5所示。作为对策元件,使用了村田音频线滤波器NFZ_SD和一般铁氧体磁珠。


使用音频线滤波器NFZ_SD时,即使通过大电流,静噪效果也很明显。而使用一般铁氧体磁珠,在通过电流为2.4A时,静噪效果就已经不明显,且放射出超过标准值大小的噪声。


这是受元件的重叠特性影响。因为NFZ_SD系列即使在通过大电流时也能维持静噪效果,所以可以说对家庭音响的音频线的静噪对策非常有效。 

图5 D级放大器的放射噪声测量结果


音频线滤波器项目列表

正如上述所说的,类似家庭音响等通过大电流的音频线的静噪对策,选择具有不依赖电流的静噪性能,对音质没有影响的滤波器是非常重要的。

  
为满足这两个方面的要求,村田制作所提供音频线用静噪滤波器NFZ系列。


通过采用这些音频线用对策元件,能够设计出满足噪声标准的高音质音频设备。


NFZ 系列

高输出音频用(1~5A级)※17年11月目前研发中


点击"阅读原文"了解更多信息。




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