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D類(lèi)放大器：基本工作原理和近期發(fā)展

作者： 時(shí)間：2013-11-14 來(lái)源：網(wǎng)絡(luò ) 收藏
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對大多數揚聲器而言，這個(gè)1階滾降足以恢復音頻信號，并可防止在揚聲器電阻上耗散過(guò)多高頻開(kāi)關(guān)能量。即使依然存在殘余開(kāi)關(guān)能量使揚聲器組件產(chǎn)生運動(dòng)，這些頻率也無(wú)法被人耳聽(tīng)到或影響聽(tīng)覺(jué)感受。使用免濾波器D類(lèi)放大器時(shí)，為獲得最大輸出功率，揚聲器負載應保證在放大器開(kāi)關(guān)頻率下仍為感性負載。

擴譜調制使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(guò)揚聲器電纜輻射EMI。由于D類(lèi)放大器的輸出波形為高頻方波，并具有陡峭的過(guò)渡邊沿，因此輸出頻譜會(huì )在開(kāi)關(guān)頻率及開(kāi)關(guān)頻率倍頻處包含大量頻譜能量。在緊靠器件的位置沒(méi)有安裝外部輸出濾波器的話(huà)，這些高頻能量就會(huì )通過(guò)揚聲器電纜輻射出去。Maxim的免濾波器D類(lèi)放大器采用享有專(zhuān)利的擴譜調制*方案，可幫助緩解可能的EMI問(wèn)題。

通過(guò)抖動(dòng)或隨機化D類(lèi)放大器的開(kāi)關(guān)頻率實(shí)現擴譜調制。實(shí)際開(kāi)關(guān)頻率相對于標稱(chēng)開(kāi)關(guān)頻率的變化范圍可達到±10%盡管開(kāi)關(guān)波形的各個(gè)周期會(huì )隨機變化，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，可以看到擴譜調制的效果。擴譜調制有效展寬了輸出信號的頻譜能量，而不是使頻譜能量集中在開(kāi)關(guān)頻率及其各次諧波上。換句話(huà)說(shuō)，輸出頻譜的總能量沒(méi)有變，只是重新分布在更寬的頻帶內。這樣就降低了輸出端的高頻能量峰，因而將揚聲器電纜輻射EMI的機會(huì )降至最少。雖然一些頻譜噪聲可能由擴譜調制引入音頻帶寬內，這些噪聲可以被反饋環(huán)路的噪聲整形功能抑制掉。

D類(lèi)放大器：基本工作原理和近期發(fā)展
圖9a. 固定開(kāi)關(guān)頻率下MAX9700的寬帶輸出頻譜。

D類(lèi)放大器：基本工作原理和近期發(fā)展
圖9b. 擴譜調制將MAX9700的頻譜能量分布在更寬的頻帶內。

Maxim的很多免濾波器D類(lèi)放大器還允許開(kāi)關(guān)頻率同步至一個(gè)外部時(shí)鐘信號。因此用戶(hù)可以將放大器開(kāi)關(guān)頻率設置到相對不敏感的頻率范圍內。

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