基于便攜式設(shè)備可降低電磁干擾(EMl)新技術(shù)的應(yīng)用

由等式1可知，噪聲項En(s)與一個高通濾波器函數(shù)(噪聲傳遞函數(shù))相乘，而輸入項VIN(s)與一個低通濾波器函數(shù)(信號傳遞函數(shù))相乘。噪聲傳遞函數(shù)的高通濾波器對D類放大器的噪聲進行整形。如果輸出濾波器的截止頻率選取得當(dāng)，大部分噪聲會被推至帶外(見圖2右上角坐標(biāo)糸統(tǒng))。

圖2 現(xiàn)代D類放大器反饋補償回路方框以傳遞函數(shù)形式表達的示意圖

上述例子使用的是1階噪聲整形器，而多數(shù)現(xiàn)代D類放大器采用高階噪聲整形拓撲，以便進一步優(yōu)化線性度和電源抑制特性。新型無濾波器D類放大器的導(dǎo)出

傳統(tǒng)D類放大器的一個主要缺點就是它需要外部LC濾波器。這不僅增加了方案總成本和電路板空間，也可能因濾波元件的非線性而引入額外失真。幸好，很多現(xiàn)代D類放大器采用了先進的“免濾波器”調(diào)制方案，從而省掉或至少是最大限度降低了外部濾波器要求。圖3給出免濾波器調(diào)制器拓撲的簡化功能框圖。

圖3 免濾波器調(diào)制器拓撲的簡化功能框圖

與傳統(tǒng)的PWM型BTL放大器不同，每個半橋都有自己專用的比較器，從而可獨立控制每個輸出。調(diào)制器由差分音頻信號和高頻鋸齒波驅(qū)動。當(dāng)兩個比較器輸出均為低電平時，D類放大器的每個輸出均為高。與此同時，或非門的輸出變?yōu)楦唠娖剑珪驗镽ON和CON組成的RC電路而產(chǎn)生一定延時。一旦或非門延時輸出超過特定門限，開關(guān)SWl和SW2隨即閉合。這將使OUT+和OUT-變?yōu)榈?，并保持到下個采樣周期的開始。這種設(shè)計使得兩個輸出同時開通一段最短時間 t0N(MIN)，這個時間由RON和CON的值決定。如圖4所示，輸人為零時，兩個輸出同相并具有t0N(MIN)的脈沖寬度。

圖4 免濾波器調(diào)制器拓撲的輸入與輸出波形示意圖

隨著音頻輸入信號的增加或減小，其中一個比較器會在另一個之前先翻轉(zhuǎn)。這種工作特性外加最短時間導(dǎo)通電路的作用，將促使一個輸出改變其脈沖寬度，另一個輸出的脈沖寬度保持為t0N(MIN)，見圖4所示。這意味著每個輸出的平均值都包含輸出音頻信號的半波整流結(jié)果。對兩路輸出的平均值進行差值運算，便可得到完整的輸出音頻波形。

由于MAX9700的輸出端在空閑時為同相信號，所以負載兩端沒有差分電壓，從而最大限度降低了靜態(tài)功耗，并且無需外部濾波器。免濾波器D類放大器從輸出中提取音頻信號時并不依靠外部LC濾波器，而是依靠揚聲器負載固有的電感以及人耳的聽覺特性來恢復(fù)音頻信號。揚聲器電阻(RE)和電感(LE)形成一個1階低通濾波器，其截止頻率為：

對大多數(shù)揚聲器而言，這個l階低通濾波器足以恢復(fù)音頻信號，并可防止在揚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)能量使揚聲器組件產(chǎn)生運動，這些頻率也無法被入耳聽到或影響聽覺感受。使用免濾波器D類放大器時，為獲得最大輸出功率，揚聲器負載應(yīng)保證在放大器開關(guān)頻率下仍為感性負載。利用D類放大器延長電池使用壽命

高效D類音頻功率放大器使電池使用壽命延長為傳統(tǒng)線性放大器的兩倍，從而使音樂播放時間更長。DC音量控制等特性不僅降低了系統(tǒng)成本，實現(xiàn)了板級空間的最小化，同時其低噪聲底限能擴大動態(tài)范圍，并優(yōu)化音頻質(zhì)量。D類音頻放大器可為你的便攜式揚聲器系統(tǒng)提供靈活的低成本設(shè)計解決方案，見圖5示意圖。圖5中 D類放大器可采用TPA2008D2型2×3W