減小D類(lèi)放大器的EMI

有些低開(kāi)關(guān)頻率(200kHz至300kHz)應用不適合采用圖5c所示的方案。對于這類(lèi)產(chǎn)品可能需要采用其他方法和拓撲結構。MAX9704立體音D類(lèi)放大器(圖 6)可設置為940kHz固定頻率模式(FFM)(FS1=低，FS2=高)，此時(shí)效果最佳。工作在FFM模式下的MAX9704通過(guò)引腳選擇將開(kāi)關(guān)周期設為恒定值(具有三個(gè)可選項)，以滿(mǎn)足應用需求。

圖6.MAX9704立體聲D類(lèi)功率放大器的典型應用電路

圖7和圖8給出使用圖5濾波器對MAX9704進(jìn)行濾波時(shí)的時(shí)域性能。兩種情況下負載阻抗均為8。圖7同時(shí)顯示了FILT1和FILT2節點(diǎn)的波形圖(頂部的跡線(xiàn))，以及得的1kHz差分輸出波形(底部的跡線(xiàn))。頂部跡線(xiàn)的噪聲是輸出開(kāi)關(guān)信號濾波以后的殘余信號(電源電壓為15V)。圖8為圖7跡線(xiàn)的細節顯示。注意：紋波主要來(lái)自940kHz開(kāi)關(guān)頻率，兩通道上表現為共模信號的形式。還應注意輸出上沒(méi)有高次諧波，表明有效抑制了EMI(幅射EMI的起始測試頻率通常高于30MHz)。

圖7.用MAX9704驅動(dòng)圖5a電路時(shí)FILT1和FILT2上產(chǎn)生的信號波形(同時(shí)顯示在頂部的跡線(xiàn))，以及差分輸出(底部的跡線(xiàn))。

8.頂部跡線(xiàn)顯示了圖5a電路輸出中殘余的紋波電壓，紋波成分主要為開(kāi)關(guān)頻率基波(此時(shí)為940kHz)。濾波器高于該頻點(diǎn)的二階滾降很好的抑制了所有高次諧波。紋波幾乎只有共模分量(底部的跡線(xiàn))。

本文討論的濾波器設計均假設負載阻抗為8。音圈電感導致20kHz的頻率范圍內，多數寬范圍動(dòng)圈揚聲器的阻抗變高。該特性有助于實(shí)現高效率的無(wú)濾波器工作，但選擇濾波器件以降低EMI時(shí)，應考慮阻抗的上升。

試圖評估和描述D類(lèi)放大器特性時(shí)，為了進(jìn)行器件選型和評估，即便在實(shí)驗室環(huán)境下，音頻設計人員也往往需要進(jìn)行濾波。即使不用濾波器的最終產(chǎn)品能通過(guò)EMC 測試，仍然可以通過(guò)放大器性能測試來(lái)發(fā)現問(wèn)題。許多音頻分析儀是專(zhuān)為測量傳統音頻放大器的THD+N或幅度響應而設計的，當用于測試無(wú)濾波D類(lèi)放大器時(shí)往往會(huì )出現錯誤。圖5所示電路適合用于測試(正確加載8電阻負載)，但需要注意33μH的電感可能引入的非線(xiàn)性將限制了THD測量。氣隙元件往往具有最佳的測量結果，但尺寸往往限制其在實(shí)際產(chǎn)品中的應用!