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D类放大器如何降低EMI?
文章来源:永阜康科技 更新时间:2021/8/16 11:18:00

随着这些系统的设计人员在改善系统的鲁棒性和提高音频质量方面取得了长足的进步,现代D类解决方案已经比前几代产品有了很大的改进。实际上,在大多数应用中,使用这些放大器的优点现在超过了与它们相关的任何缺点。

在传统的D类放大器中,控制器通常用于将模拟或数字音频转换为PWM信号,然后再由功率MOSFET放大,该功率MOSFET通常集成到功率后端设备中。这些放大器具有高效率的优势,可减少或减少散热片,并降低电源输出功率要求。但是,与传统的A / B类放大器相比,它们还具有固有的系统问题,例如成本,性能和EMI。D类放大器的新趋势致力于解决这些问题。

降低EMI

自从引入D类以来,困扰系统设计者的一个问题是由于放大器的轨到轨切换特性,导致大量的辐射EMI。这将导致设备无法通过所需的FCC和CISPR认证。

在D类调制器中,通过将音频波形与高频恒定波形进行比较并将结果调制到固定的载波频率上,可以将数字音频转换为PWM。产生的信号是一个可变脉冲宽度的固定载波频率(通常为数百千赫兹)。然后,使用更高电压的功率MOSFET来放大此PWM信号。放大后的PWM信号通过一个低通滤波器,从而消除了载波频率并恢复了原始的基带音频信号。

虽然此拓扑有效,但会导致一些不必要的伪影,例如大量的辐射EMI。由于调制器使用固定的载波频率,因此该载波的谐波将辐射出去。同样,由于PWM信号的开关特性,过冲/下冲和振铃会产生固定速率的高频(10至100 MHz区域)辐射EMI分量。为了抵抗辐射的EMI,最新一代的PWM调制器的主要趋势是采用扩频调制。

在传统的PWM中,通过改变信号的两个边沿来校正EMI。

扩频调制用于各种应用中,以便在不改变原始音频内容的情况下,将开关PWM信号的频谱能量扩展到更大的带宽。校正高EMI传统PWM调制器的有效方法是改变开关PWM信号的两个边沿,如图1所示。

信号以载波频率为中心,但是两个边沿都不是重复的循环。这具有保持恒定的载波频率的好处,但是因为边缘没有以恒定的速率切换,所以大大降低了载波频率(以及相关谐波)下的辐射能量。



 
 
 
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