还是好朋友，三星将为高通代工骁龙830
06-17
简介 D 类放大器由于其比 AB 类放大器更高的功率效率而对便携式音频应用设计人员更具吸引力。
然而，一些设计人员不在便携式应用中使用D类放大器，因为传统的PWM型D类放大器需要笨重且昂贵的滤波元件来减少电磁干扰。
Maxim的D类放大器扩频调制技术使设计人员能够消除这些滤波器元件，而不会降低音频性能或放大效率，从而有效促进高效D类放大器在便携式音频应用中的推广。
传统脉宽调制放大器拓扑 图 1 显示了典型的 PWM 型桥接负载 (BTL) D 类放大器。
PWM 方案通常利用内部生成的锯齿波形作为其输入级的参考。
有一个比较器监视模拟输入电压并将其与锯齿波形进行比较。
当锯齿波输入超过输入电压时，比较器输出变低。
比较器输出端使用反相器来生成互补 PWM 波形，该波形用于控制 BTL 输出的第二条腿。
由于其轨到轨转换特性和快速开关频率会产生较高的射频（RF）辐射和干扰，因此PWM放大器的输出一般需要巨大的滤波器元件。
这时一般需要一个LC滤波器来减少这种高频干扰，并从PWM信号的占空比信息中提取音频内容。
图 1. 传统脉宽调制拓扑 扩频调制放大器拓扑 有一种方法可以取代这种昂贵的大尺寸 LC 滤波器解决方案，那就是改进开关过程，使放大器保持高效同时降低EMI。
Maxim 的 D 类放大器就可以做到这一点。
该 D 类放大器采用独特的专利扩频调制模式来拓宽宽带频谱分量，从而最大限度地减少扬声器和电缆辐射的 EMI。
图 2 展示了使用 Maxim MAX 的 D 类放大器拓扑。
Maxim 的 D 类放大器调制方案在输入部分使用内部生成的锯齿波形和互补信号对。
如果没有互补输入信号，IC内部就会产生差分输入。
图 2. 单声道 D 类放大器拓扑 比较器监视 D 类放大器的输入并将互补输入电压与锯齿波形进行比较。
当锯齿波的幅度超过输入电压时，比较器A将输出低电平，将相应的D类输出（OUT+）拉至VDD。
当锯齿波的幅度超过其输入电压时，比较器 B 也会输出低电平，同时将相应的 D 类输出（OUT-）拉至 VDD。
两个D类输出拉高后，或非门输出端的定时器开始计时，时间常数为tau，相当于In 1/(RTON*CTON)。
经过固定时间 (tau) 后，两个 D 类输出均被拉低至 GND，并且两个比较器均被重置。
该过程在第二个比较器输出处产生最小脉冲宽度 tON (MIN)。
随着输入电压的增加或减少，其中一个输出（触发翻转的第一个比较器）的脉冲持续时间增加，而另一个输出的脉冲持续时间保持在 tON (MIN)，导致两个扬声器的净电压端子（VOUT+-VOUT-）发生变化。
图 3. 在 FFM 模式下，Maxim 的 D 类 BTL 放大器加载输入信号后的输出 固定频率调制和扩频调制 Maxim 的 D 类放大器使用两种调制模式： (1) 固定频率调制（FFM）模式； (2)扩频调制方式。
在FFM模式下（图3），锯齿波的周期保持不变，这与传统的PWM方案相同。
在扩频调制模式下（图4），锯齿波的周期逐周期变化（变化范围为±10%）。
图4夸大了锯齿波的周期性变化，以更好地展示其效果。
图4.在扩频调制模式下，Maxim的D类BTL放大器加载输入信号后的输出 在扩频调制模式下，逐周期的变化可以降低基频（fo ±10% )的频谱能量，同时扩展特定带宽内的谐波分量（nfo±10%，n为正整数）。
此时，大量的频谱能量并未集中在开关频率的各个倍数处，而是在随频率增加的带宽内展宽。
频率超过几兆赫兹后，宽带频谱看起来就像白噪声，从而达到降低EMI的目的。
在FFM模式下，能量包含在较窄的频带内，并且具有较高的峰值（图5a）。
在扩频调制模式下，能量包含在更宽的频带内，峰值能量也降低了（图5b）。
请注意，图 5b 中的三次谐波几乎被本底噪声掩盖。
图 5a。
Maxim 的 FFM 模式 图 5b。
Maxim 的扩频调制模式 扩频调制模式最大限度地减少 EMI 辐射 Maxim 的扩频调制技术可以让 D 类放大器真正“消除滤波器”，只要扬声器电缆不太长。
传统 PWM 架构通常需要大输出 LC 滤波器，确保使用 D 类放大器的消费产品能够满足 EMI 法规。
Maxim 专有的扩频调制技术可减少 D 类放大器的辐射，因此输出无需或只需最少的滤波组件即可满足 EMI 法规（请参阅附录）。
EMI 法规要求最终产品通过现有的准峰值检测限值，例如 CE（欧洲共同体，欧洲标准）和 FCC（联邦通信委员会，美国标准）设定的限值，以确保最低水平的电磁干扰。
根据这些机构的定义，电磁干扰会中断、阻碍或降低电子和/或电气设备的有效性能。
在准峰值检测中，测量的信号电平是通过信号频谱分量的重复频率来测量的。
重复率越低，准峰值读数越低。
1 扩频调制充分利用了准峰值检测的平均特性，从而大大降低了EMI测量结果（表1）。
在扩频调制模式下，D 类放大器的峰值基频在一定范围内随机变化，通常在其基频开关频率的 ±10% 范围内。
假设分析仪使用 kHz 分辨率带宽进行准峰值检测，则除了开关频率基波和一些高次谐波之外，开关能量仅在一段时间内出现在任何单个中心频率处。
表 1. MAX 的辐射数据（MAXEVKIT，使用 3" 双绞线扬声器电缆和“无滤波器”的扩频调制模式） 结论 D 类放大器的近似轨到轨转换特性快速切换频率会产生强烈的射频辐射和干扰，在扬声器等发声设备能够再现音频内容之前，通常需要笨重且昂贵的 LC 滤波器来减少这种高频干扰。
PCB 布局和短扬声器电缆，Maxim 的扩频调制技术可实现低功耗应用的真正“无滤波器”操作参考出版物16，由国际无线电干扰特别委员会 (CISPR) 工业委员会 附录发布。
滤波器拓扑概述 D类功率放大器使用三种滤波器拓扑：（1）FB-C、铁氧体磁珠和电容器；（2）LC、电感器和电容器； (3)“无过滤器”。
对于特定设计应选择哪种滤波技术取决于扬声器电缆长度和应用的 PCB 布局。
三种滤波器拓扑的优缺点： FB-C 滤波 如果扬声器电缆长度适中，FB-C 滤波足以满足 EMI 限制。
与LC滤波相比，FB-C滤波方案更加精简且更具成本效益。
效率更高。
但由于它只有在频率大于10MHz时才能生效，因此FB-C滤波器的应用范围受到很大限制。
而且，当频率低于10MHz时，如果音箱线走线不合理，也会导致传导辐射超标。
LC滤波器 相比之下，LC滤波可以在30kHz左右开始抑制频率。
当设计中使用的电缆很长并且PCB布局不太好时，LC滤波无疑是一个“安全”的选择。
然而，LC滤波需要昂贵且笨重的外部元件，这显然不适合便携式设备。
而且，当频率大于30MHz时，主电感会自谐振，需要额外的元件来抑制电磁干扰。
“无滤波器”滤波 “无滤波器”放大器拓扑是最具成本效益的解决方案，因为它不需要额外的滤波组件。
当使用较短的双绞线扬声器电缆时，D类放大器可以完全满足电磁兼容性标准。
但与FB-C滤波一样，如果音箱线走线不合理，传导辐射可能会超标。
另请注意，只要扬声器在放大器的开关频率下是感性负载，Maxim 的 D 类放大器也可以实现“无滤波器”操作。
当输出电压切换时，开关频率下的大电感值使过载电流保持相对恒定。
版权声明：本文内容由互联网用户自发贡献，本站不拥有所有权，不承担相关法律责任。如果发现本站有涉嫌抄袭的内容，欢迎发送邮件 举报，并提供相关证据，一经查实，本站将立刻删除涉嫌侵权内容。
标签：
相关文章
06-17
06-17
06-17
06-18
06-17
06-18
06-18
06-17
最新文章
使用电子管有哪些注意事项？如何检查电子管之间是否短路？
博通支付1200万美元和解SEC财务欺诈指控
八名运营商高管确认加入虚拟运营商
内蒙古农牧区雷电灾害成因分析及防雷对策
北京联通将5G应用于世园会远程医疗急救
TD-SCDMA最后一轮冲刺测试启动，产业前景更加光明
专访阿里云总裁王健：云计算服务平台梦想成真
USB2.0控制器CY7C68013的接口设计与实现