产品资料搜索:

最新产品展示

  • LDM8035接触式模块
    接触式IC卡读写模块 支持SLE4442/4428 小型化 低功耗 方便使用
  • LDM522-MINI射频模块
    体积小(1.9cm*1.4cm) ISO14443-A以及Mifare, Ultrlight&EV1等的低功耗模块
  • LDM-A3射频读卡器
    支持ISO14443A/B 二代证ID 低功耗 免驱
  • LDM523射频读卡模块
    支持iso14443A/B 韦根接口 二代证ID
  • D 类放大器原理及 EMI 抑制

    首页 | 电路基础 | 详细
    2009-5-6

     
    1. 前言:
    在日新月异的多媒体时代,便携式电子产品,如智能电话、PDA、MP3、PMP、DSC、DVC、NB 等多媒体产品,对声音质量的要求越来越严格。另外,由于此类产品为电池供电,除了要求音质的再突破外,也要求整体效率的提升,以达到高效、低功耗的设计目标。
    此类产品的音频模块中,除了输入端的信号源和输出端的喇叭或耳机外,音频放大器是一个非常重要的角色。目前广泛用于便携产品的音频放大器有 AB 类和 D 类两种。通常,AB 类放大器能够提供好的音质,但效率欠佳,耗电较大;而 D 类放大器具有高效、低温升效应和高输出功率等特点。
     
    2. 理论分析:
    AB 类放大器的工作原理类似于线性调节器,效率差而且需考虑散热问题;D 类放大器的工作原理类似开关调节器,具有较高效率,无散热问题,但电路需要一个采样时钟,该时钟可以内置于芯片内不,也可以由外部提供。D 类放大器的基本原理如图一所示,内部比较器的同相输入端连接音频信号源,反
    相输入端连接采样三角波信号。当音频输入的电位高于三角波信号时,比较器输出为高电平;当音频输入的电位低于三角波信号时,比较器输出为低电平。比较器的高、低电平输出驱动后续的 MOSFET开关,在MOSFET导通时产生电流推动扬声器。如果在 MOSFET 后级加上 LC 滤波电路,则 LC 滤波器将MOSFET方波还原成与输入类似的模拟音频信号。

     
    传统的D 类放大器采用固定采样频率,存在较强的 EMI,因此限制了 D 类放大器的使用。随着IC 设计技术的不断提升,Maxim 扩展频谱技术在 D 类放大器的应用,可有效抑制 EMI,完全满足 FCC的 EMI限制。图二给出了固定频率模式下D类放大器的输出波形,其输出频谱为基波和对应的高次谐波。有些D类放大器允许改变采样频率,使基波及高次谐波避开敏感频段。 D类放大器允许改变采样频率,使基波及高次谐波避开敏感频段。

     

     

    扩展频谱模式下,采样时钟频率在规定的范围内逐周期变化(图三),使输出频谱的分布比较平坦,从而改善了经过喇叭或音频线缆的 EMI辐射。采样频率的变化不会破坏音频信号的恢复,也不会降低整体效率。 
     

     

     
    一些 D 类放大器也可允许接受外部的系统频率同步,来降低或避开敏感的频带。另外,Maxim  D 类放大器具有主动幅射限制电路(AEL),AEL 电路会在输出瞬变时主动控制输出 FET的栅极,避免传统 D类放大器中因感性负载的续流所引起的高频幅射,进而降低EMI(如图四)。 
     

     
    Maxim新推出的 MAX9705、MX9773 两款 D 类放大器除了具有普通的固定频率模式(FFM) 、扩展频谱模式(SSM) 、外部同步模式及 SSM+AEL 模式,用户可利用其SYNC 引脚设定取样频率(表一) 。
    SYNC                                                   MODE
    GND                                               FFM,fOSC = 1100KHz
    FLOAT                                            FFM,fOSC = 1400KHz
    VDD                                               SSM,fOSC = 1200KHz ± 60KHz
    Clocked                                         FFM,fOSC = 外部时钟
    表一,SYNC 引脚设定 D 类放大器之采样频率
     
    利用Maxim 新推出的D 类放大器,加上仿真程序的计算,可计算出各个模式下的 EMI 特性,下图对各种模式的EMI 特性进行了比较,扩展频谱模式+主动幅射限制模式下,提供最佳的 EMI 抑制。 

    3. 结论:
    在手持式多媒体产品中使用D类放大器除了保持优秀的音质外,还可以有效延长电池的使用时间。对于需要大功率音频驱动的产品,如LCD监视器、LCD电视等,选择D类放大器还可以解决散热问题。在日渐普及的音/视频产品中,还需考虑EMI抑制问题。传统的固定频率模式(FFM)D类 放大器由于存在EMI设计问题,已被新推出的扩展频谱模式(SSM)所替代。而Maxim新推出的从小功率输出到大功率输出的D类 放大器,除了具有固定频率模式(FFM)和扩展频谱模式(SSM)外, 、还具有主动幅射限制(AEL)功能,巧妙地利用这些模式可大幅度降低EMI辐射。
     
     

    © 2014 龙达科技有限公司版权所有,所有内容未经许可严禁复制