隨著(zhù)這些系統的設計人員在改善系統的魯棒性和提高音頻質(zhì)量方面取得了長(cháng)足的進(jìn)步,現代D類(lèi)解決方案已經(jīng)比前幾代產(chǎn)品有了很大的改進(jìn)。實(shí)際上,在大多數應用中,使用這些放大器的優(yōu)點(diǎn)現在超過(guò)了與它們相關(guān)的任何缺點(diǎn)。
在傳統的D類(lèi)放大器中,控制器通常用于將模擬或數字音頻轉換為PWM信號,然后再由功率MOSFET放大,該功率MOSFET通常集成到功率后端設備中。這些放大器具有高效率的優(yōu)勢,可減少或減少散熱片,并降低電源輸出功率要求。但是,與傳統的A / B類(lèi)放大器相比,它們還具有固有的系統問(wèn)題,例如成本,性能和EMI。D類(lèi)放大器的新趨勢致力于解決這些問(wèn)題。
降低EMI
自從引入D類(lèi)以來(lái),困擾系統設計者的一個(gè)問(wèn)題是由于放大器的軌到軌切換特性,導致大量的輻射EMI。這將導致設備無(wú)法通過(guò)所需的FCC和CISPR認證。
在D類(lèi)調制器中,通過(guò)將音頻波形與高頻恒定波形進(jìn)行比較并將結果調制到固定的載波頻率上,可以將數字音頻轉換為PWM。產(chǎn)生的信號是一個(gè)可變脈沖寬度的固定載波頻率(通常為數百千赫茲)。然后,使用更高電壓的功率MOSFET來(lái)放大此PWM信號。放大后的PWM信號通過(guò)一個(gè)低通濾波器,從而消除了載波頻率并恢復了原始的基帶音頻信號。
雖然此拓撲有效,但會(huì )導致一些不必要的偽影,例如大量的輻射EMI。由于調制器使用固定的載波頻率,因此該載波的諧波將輻射出去。同樣,由于PWM信號的開(kāi)關(guān)特性,過(guò)沖/下沖和振鈴會(huì )產(chǎn)生固定速率的高頻(10至100 MHz區域)輻射EMI分量。為了抵抗輻射的EMI,最新一代的PWM調制器的主要趨勢是采用擴頻調制。

在傳統的PWM中,通過(guò)改變信號的兩個(gè)邊沿來(lái)校正EMI。
擴頻調制用于各種應用中,以便在不改變原始音頻內容的情況下,將開(kāi)關(guān)PWM信號的頻譜能量擴展到更大的帶寬。校正高EMI傳統PWM調制器的有效方法是改變開(kāi)關(guān)PWM信號的兩個(gè)邊沿,如圖1所示。
信號以載波頻率為中心,但是兩個(gè)邊沿都不是重復的循環(huán)。這具有保持恒定的載波頻率的好處,但是因為邊緣沒(méi)有以恒定的速率切換,所以大大降低了載波頻率(以及相關(guān)諧波)下的輻射能量。 |