隨著這些系統(tǒng)的設(shè)計(jì)人員在改善系統(tǒng)的魯棒性和提高音頻質(zhì)量方面取得了長足的進(jìn)步,現(xiàn)代D類解決方案已經(jīng)比前幾代產(chǎn)品有了很大的改進(jìn)。實(shí)際上,在大多數(shù)應(yīng)用中,使用這些放大器的優(yōu)點(diǎn)現(xiàn)在超過了與它們相關(guān)的任何缺點(diǎn)。
在傳統(tǒng)的D類放大器中,控制器通常用于將模擬或數(shù)字音頻轉(zhuǎn)換為PWM信號(hào),然后再由功率MOSFET放大,該功率MOSFET通常集成到功率后端設(shè)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(tǒng)的A / B類放大器相比,它們還具有固有的系統(tǒng)問題,例如成本,性能和EMI。D類放大器的新趨勢致力于解決這些問題。
降低EMI
自從引入D類以來,困擾系統(tǒng)設(shè)計(jì)者的一個(gè)問題是由于放大器的軌到軌切換特性,導(dǎo)致大量的輻射EMI。這將導(dǎo)致設(shè)備無法通過所需的FCC和CISPR認(rèn)證。
在D類調(diào)制器中,通過將音頻波形與高頻恒定波形進(jìn)行比較并將結(jié)果調(diào)制到固定的載波頻率上,可以將數(shù)字音頻轉(zhuǎn)換為PWM。產(chǎn)生的信號(hào)是一個(gè)可變脈沖寬度的固定載波頻率(通常為數(shù)百千赫茲)。然后,使用更高電壓的功率MOSFET來放大此PWM信號(hào)。放大后的PWM信號(hào)通過一個(gè)低通濾波器,從而消除了載波頻率并恢復(fù)了原始的基帶音頻信號(hào)。
雖然此拓?fù)溆行В珪?huì)導(dǎo)致一些不必要的偽影,例如大量的輻射EMI。由于調(diào)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(hào)的開關(guān)特性,過沖/下沖和振鈴會(huì)產(chǎn)生固定速率的高頻(10至100 MHz區(qū)域)輻射EMI分量。為了抵抗輻射的EMI,最新一代的PWM調(diào)制器的主要趨勢是采用擴(kuò)頻調(diào)制。
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在傳統(tǒng)的PWM中,通過改變信號(hào)的兩個(gè)邊沿來校正EMI。
擴(kuò)頻調(diào)制用于各種應(yīng)用中,以便在不改變原始音頻內(nèi)容的情況下,將開關(guān)PWM信號(hào)的頻譜能量擴(kuò)展到更大的帶寬。校正高EMI傳統(tǒng)PWM調(diào)制器的有效方法是改變開關(guān)PWM信號(hào)的兩個(gè)邊沿,如圖1所示。
信號(hào)以載波頻率為中心,但是兩個(gè)邊沿都不是重復(fù)的循環(huán)。這具有保持恒定的載波頻率的好處,但是因?yàn)檫吘墰]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。 |