設計人員經(jīng)常選擇D類音頻放大器來驅(qū)動電視機（TV）、Bluetooth®音箱和筆記本電腦等各種中等功率應用里的揚聲器。畢竟，與傳統(tǒng)的AB類音頻放大器相比，D類音頻放大器具有更少的散熱量和相對較高的效率（以便延長電池壽命）。如果緊湊的電路板空間非常重要，那么D類音頻放大器也頗具優(yōu)勢。
與D類音頻放大器相關的最大挑戰(zhàn)是電磁干擾（EMI）。傳統(tǒng)上用外部電感器-電容器濾波法來減少EMI，但這會增加終端設備的成本、占位面積和復雜度。
TI已開發(fā)了幾種閉環(huán)放大器，包括TPA3110（2010年發(fā)布），它通過采用先進的閉環(huán)功率級顯著減少了EMI。此外，TI還剛剛發(fā)布了TPA3140 D類音頻功率放大器，該產(chǎn)品包含的一些創(chuàng)新甚至有助于為線纜長度達1米的揚聲器提供真正無電感器的性能。在LCD TV（其中較長的揚聲器線纜使得滿足EMI要求成為一項挑戰(zhàn)）領域，這種無電感器的設備已投入生產(chǎn)。
邊緣速率控制
一種用來減少EMI輻射的方法是降低該放大器輸出轉(zhuǎn)換的壓擺率。因為TPA3140使用專有的高性能反饋拓撲結構，所以降低壓擺率不會降低總諧波失真（THD）或音頻質(zhì)量。圖1中的快速傅立葉變換（FFT）圖像展示了在較慢邊緣高頻含量降低的情況。
圖1：無邊緣速率（紅色）和有邊緣速率（黃色）的EMI圖
擴頻時鐘
雖然邊緣速率控制是一種減少EMI（當其出現(xiàn)在高于30MHz的頻率范圍內(nèi)時）的有效手段，但它并未解決D類放大器開關輸出的基本載波頻率及其相關諧波（落入低于30MHz的范圍內(nèi)）的問題。
TPA3140包括一種專有算法，該算法可將少量頻率調(diào)制功能添加到該放大器的時鐘電路。該算法不影響放大的音頻質(zhì)量，但會顯著減少開關頻率的峰值能量。
EMI結果
圖2展示了對揚聲器線纜長度接近1米的電視機的EMI測試結果。紅線是準峰值限制，綠線是平均限制。
圖2：EMI圖：藍曲線是準峰值，綠曲線是平均曲線
音頻性能：
- <0.05％THD + 噪聲（N）（當功率為1W、電阻為4Ω、頻率為1kHz時）
- <65μV A計權輸出噪聲
總之，TPA3140 D類音頻功率放大器可顯著減少EMI，這允許無電感器的運行（可節(jié)省主要BOM成本卻不影響音頻質(zhì)量）。 |
