采用新的调制技术和滤波器结构减小D类放大器的EMI

有些低开关频率(200kHz至300kHz)应用不适合采用图5c所示的方案。对于这类产品可能需要采用其他方法和拓扑结构。MAX9704立体音D类放大器(图6)可设置为940kHz固定频率模式(FFM) (FS1 = 低，FS2 = 高)，此时效果最佳。工作在FFM模式下的MAX9704通过引脚选择将开关周期设为恒定值(具有三个可选项)，以满足应用需求。


图6. MAX9704立体声D类功率放大器的典型应用电路

图7和图8给出使用图5滤波器对MAX9704进行滤波时的时域性能。两种情况下负载阻抗均为8Ω。图7同时显示了FILT1和FILT2节点的波形图(顶部的迹线)，以及得的1kHz差分输出波形(底部的迹线)。顶部迹线的噪声是输出开关信号滤波以后的残余信号(电源电压为15V)。图8为图7迹线的细节显示。注意：纹波主要来自940kHz开关频率，两通道上表现为共模信号的形式。还应注意输出上没有高次谐波，表明有效抑制了EMI (幅射EMI的起始测试频率通常高于30MHz) 。


图7. 用MAX9704驱动图5a电路时FILT1和FILT2上产生的信号波形(同时显示在顶部的迹线)，以及差分输出(底部的迹线)。


图8. 顶部迹线显示了图5a电路输出中残余的纹波电压，纹波成分主要为开关频率基波(此时为940kHz)。滤波器高于该频点的二阶滚降很好的抑制了所有高次谐波。纹波几乎只有共模分量(底部的迹线)。

试图评估和描述D类放大器特性时，为了进行器件选型和评估，即便在实验室环境下，音频设计人员也往往需要进行滤波。即使不用滤波器的最终产品能通过EMC测试，仍然可以通过放大器性能测试来发现问题。许多音频分析仪是专为测量传统音频放大器的THD+N或幅度响应而设计的，当用于测试无滤波D类放大器时往往会出现错误。图5所示电路适合用于测试(正确加载8Ω电阻负载)，但需要注意33µH的电感可能引入的非线性将限制了THD测量。气隙元件往往具有最佳的测量结果，但尺寸往往限制其在实际产品中的应用!