D類放大器：基本工作原理和近期發(fā)展
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對(duì)大多數(shù)揚(yáng)聲器而言，這個(gè)1階滾降足以恢復(fù)音頻信號(hào)，并可防止在揚(yáng)聲器電阻上耗散過多高頻開關(guān)能量。即使依然存在殘余開關(guān)能量使揚(yáng)聲器組件產(chǎn)生運(yùn)動(dòng)，這些頻率也無法被人耳聽到或影響聽覺感受。使用免濾波器D類放大器時(shí)，為獲得最大輸出功率，揚(yáng)聲器負(fù)載應(yīng)保證在放大器開關(guān)頻率下仍為感性負(fù)載。
擴(kuò)譜調(diào)制使EMI最小化
免濾波器工作方式的一個(gè)缺點(diǎn)就是可能通過揚(yáng)聲器電纜輻射EMI。由于D類放大器的輸出波形為高頻方波，并具有陡峭的過渡邊沿，因此輸出頻譜會(huì)在開關(guān)頻率及開關(guān)頻率倍頻處包含大量頻譜能量。在緊靠器件的位置沒有安裝外部輸出濾波器的話，這些高頻能量就會(huì)通過揚(yáng)聲器電纜輻射出去。Maxim的免濾波器D類放大器采用享有專利的擴(kuò)譜調(diào)制*方案，可幫助緩解可能的EMI問題。通過抖動(dòng)或隨機(jī)化D類放大器的開關(guān)頻率實(shí)現(xiàn)擴(kuò)譜調(diào)制。實(shí)際開關(guān)頻率相對(duì)于標(biāo)稱開關(guān)頻率的變化范圍可達(dá)到±10%盡管開關(guān)波形的各個(gè)周期會(huì)隨機(jī)變化，但占空比不受影響，因此輸出波形可以保留音頻信息。圖9a和9b顯示了MAX9700的寬帶輸出頻譜，可以看到擴(kuò)譜調(diào)制的效果。擴(kuò)譜調(diào)制有效展寬了輸出信號(hào)的頻譜能量，而不是使頻譜能量集中在開關(guān)頻率及其各次諧波上。換句話說，輸出頻譜的總能量沒有變，只是重新分布在更寬的頻帶內(nèi)。這樣就降低了輸出端的高頻能量峰，因而將揚(yáng)聲器電纜輻射EMI的機(jī)會(huì)降至最少。雖然一些頻譜噪聲可能由擴(kuò)譜調(diào)制引入音頻帶寬內(nèi)，這些噪聲可以被反饋環(huán)路的噪聲整形功能抑制掉。
圖9a. 固定開關(guān)頻率下MAX9700的寬帶輸出頻譜。
圖9b. 擴(kuò)譜調(diào)制將MAX9700的頻譜能量分布在更寬的頻帶內(nèi)。
Maxim的很多免濾波器D類放大器還允許開關(guān)頻率同步至一個(gè)外部時(shí)鐘信號(hào)。因此用戶可以將放大器開關(guān)頻率設(shè)置到相對(duì)不敏感的頻率范圍內(nèi)。
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