中心議題：

• 如何提升D類放大器的EMI性能

解決方案：

• 調製拓撲
• 擴頻調製技術
• 有源輻射限製

D類(lei)放(fang)大(da)器(qi)以(yi)其(qi)超(chao)高(gao)的(de)效(xiao)率(lv)吸(xi)引(yin)著(zhe)廣(guang)大(da)設(she)計(ji)工(gong)程(cheng)師(shi)的(de)青(qing)睞(lai)
，從(cong)而(er)在(zai)電(dian)池(chi)供(gong)電(dian)的(de)各(ge)種(zhong)電(dian)子(zi)設(she)備(bei)中(zhong)得(de)到(dao)了(le)廣(guang)泛(fan)的(de)應(ying)用(yong)。但(dan)是(shi)，隻(zhi)要(yao)在(zai)係(xi)統(tong)中(zhong)采(cai)用(yong)D類放大器
，設計師們可能都必須在以下幾個方麵采取折衷
，主要包括EMI幹擾，實現複雜度高

，以及需要較多的外部元器件而導致的成本過高等問題。

對於EMI問題，這是由於D類放大器的開關特性所導致的固有特性。對於不同的應用來說，可能對EMIxingnengdexuqiushibuyiyangde。zaixuduoyingyongzhongzheshiyigejiweiguanjiandezhibiao。zhenduizheyiwenti
，qijiantigongshangyizhidouzaixunqiujiejuefangan。zaidishisijieguojijichengdianluyantaohuijizhanlanhuishenzhenzhanchunjizhanshang，IC巨頭Maxim公司展出了一係列超低EMI幹擾的新型D類放大器。

該係列器件之所以能夠取得極好的EMI性能，主要在於我們采取了3項專利技術，他們分別是特殊的調製拓撲方案、擴頻調製技術和有源輻射限製技術，該公司的多媒體業務部門的音訊產品業務開發經理Roderick Hogan介紹道。

調製拓撲
在傳統的D類放大器中，采用的是PWM調製技術，這種技術以高效率著稱
，但問題是其內在的高速開關特性，產生了大量的EMI幹擾，即便是采用非常考究的濾波器來濾除這些幹擾，也無法滿足足夠的EMI性能，還有一個問題就是較差的音質問題。

為了改善這個問題
，Maxim采用了全新的調製拓撲方案，這種調製方案中省去了包含體積頗大的電感器的濾波器，稱作為無濾波調製技術，該公司的MAX9700係列就屬於這類器件。其調製拓撲結構如圖1所示。

圖1： MAX9700無濾波D類放大器的調製拓撲結構

根據Roderick Hogandejieshao
，zaizhezhongtiaozhijiegouzhong
，bijiaoqijizhuncaiyongjuchibo，yuyinpinshurujinxingbijiao。tuopujiegouzhongcaiyongshuangbanqiaoduichengjiegou，meigebanqiaozhongdouyouzijidebijiaotiaozhiqihefangdaqi，zhezhongshejishidelianggeshuchutongshidaotongshijianzuiduan。congerbaozhenglehendidegonghao，tebieshiyouyushuangbanqiaodecaiyong，liyongtongxinpiandeyizhixing
，shixianlewanmeideduichengchafenjiegou

，shidegongmoganraoxinhaodedaojiaohaodedixiao
，chedishengqulewaibudeLC地通濾波器
，降低EMI幹擾的同時，還保證了低功耗和高音質。

擴頻調製技術
在Maxim的新型D類放大器中， 還hai采cai用yong了le另ling一yi項xiang專zhuan利li技ji術shu，即ji擴kuo頻pin調tiao製zhi技ji術shu。該gai技ji術shu中zhong對dui放fang大da器qi的de開kai關guan頻pin率lv進jin行xing隨sui機ji擴kuo頻pin調tiao製zhi。擴kuo頻pin後hou並bing不bu影ying響xiang音yin頻pin信xin息xi
，而er是shi將jiang音yin頻pin能neng量liang擴kuo展zhan到dao更geng寬kuan的de頻pin譜pu上shang，而er並bing非fei像xiang擴kuo展zhan前qian那na樣yang，隻zhi是shi集ji中zhong在zai開kai關guan頻pin率lv及ji其qi各ge次ci諧xie波bo上shang。通tong過guo擴kuo頻pin，降jiang低di了le輸shu出chu端duan上shang的de高gao頻pin能neng量liang，從cong而er大da幅fu提ti升sheng了leEMI性能。“實際上，擴頻係數並不需要太高，根據我們的試驗，±6%是最佳值”，Roderick Hogan介紹說。圖2和圖3顯示了擴頻前後的實際效果對比。圖中可以看出，通過擴頻，擴頻後的3次諧波就已經降到了基底噪聲中了。

圖2：擴頻前的開關頻率及其諧波分布特性

圖3：擴頻後的開關頻率及其諧波分布特性

有源輻射限製
在Maxim的D類lei音yin頻pin放fang大da器qi中zhong，除chu了le采cai用yong上shang述shu兩liang種zhong專zhuan利li技ji術shu外wai，還hai采cai用yong了le有you源yuan噪zao聲sheng限xian製zhi技ji術shu。有you源yuan輻fu射she限xian製zhi指zhi的de是shi，通tong過guo有you源yuan輻fu射she限xian製zhi電dian路lu設she置zhi放fang大da器qi的de最zui小xiao脈mai寬kuan

，再zai結jie合he交jiao叉cha切qie換huan、上升/下(xia)降(jiang)時(shi)間(jian)以(yi)及(ji)時(shi)鍾(zhong)頻(pin)率(lv)的(de)控(kong)製(zhi)，則(ze)可(ke)以(yi)將(jiang)工(gong)作(zuo)過(guo)程(cheng)中(zhong)產(chan)生(sheng)的(de)功(gong)率(lv)譜(pu)限(xian)製(zhi)在(zai)一(yi)個(ge)指(zhi)定(ding)的(de)輸(shu)出(chu)功(gong)率(lv)電(dian)平(ping)以(yi)下(xia)。這(zhe)樣(yang)做(zuo)的(de)目(mu)的(de)就(jiu)是(shi)將(jiang)頻(pin)譜(pu)降(jiang)低(di)到(dao)某(mou)一(yi)水(shui)平(ping)，使(shi)得(de)設(she)備(bei)在(zai)無(wu)任(ren)何(he)外(wai)部(bu)濾(lv)波(bo)以(yi)及(ji)接(jie)有(you)較(jiao)長(chang)的(de)外(wai)部(bu)揚(yang)聲(sheng)器(qi)連(lian)線(xian)的(de)情(qing)況(kuang)下(xia)，其(qi)EMI特性仍能滿足輻射限製要求。
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實際上，采用有源輻射限製的意圖也是圍繞著降低EMI幹擾的。因為當輸出功率較高時，即便是隻有幾英寸的喇叭連線，其作用就像一根天線，輻射出很高的能量，從而嚴重威脅著EMI性能。此時，簡單地通過改變時鍾頻率已經不太有效，而是需要改變放大器自身的PWM波形。這就是為什麼Maxim的D類放大器（如MAX9705）不采用脈衝波而是采用鋸齒波的真正原因，Roderick Hogan介紹說。

基於我們上述幾種專利的特殊技術
，保證了我們的D類放大器的獨特EMI性能，允許的引線長度可以長達20多英寸，工程師在設計過程中具有很好的選擇靈活性。但Roderick Hogan也特別提醒道
，設計師在係統設計中仍需注意的是要適度注意揚聲器的電纜長度選擇，因為在有些係統中，過長的電纜引起的EMI輻射還是不容小覷的。