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

Dleifangdaqiyiqichaogaodexiaolvxiyinzheguangdashejigongchengshideqinglai，congerzaidianchigongdiandegezhongdianzishebeizhongdedaoleguangfandeyingyong。danshi
，zhiyaozaixitongzhongcaiyongD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EMI性xing能neng的de需xu求qiu是shi不bu一yi樣yang的de。在zai許xu多duo應ying用yong中zhong這zhe是shi一yi個ge極ji為wei關guan鍵jian的de指zhi標biao。針zhen對dui這zhe一yi問wen題ti，器qi件jian提ti供gong商shang一yi直zhi都dou在zai尋xun求qiu解jie決jue方fang案an。在zai第di十shi四si屆jie國guo際ji集ji成cheng電dian路lu研yan討tao會hui暨ji展zhan覽lan會hui深shen圳zhen站zhan春chun季ji展zhan上shang，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 Hogan的de介jie紹shao，在zai這zhe種zhong調tiao製zhi結jie構gou中zhong，比bi較jiao器qi基ji準zhun采cai用yong鋸ju齒chi波bo
，與yu音yin頻pin輸shu入ru進jin行xing比bi較jiao。拓tuo撲pu結jie構gou中zhong采cai用yong雙shuang半ban橋qiao對dui稱cheng結jie構gou，每mei個ge半ban橋qiao中zhong都dou有you自zi己ji的de比bi較jiao調tiao製zhi器qi和he放fang大da器qi，這zhe種zhong設she計ji使shi得de兩liang個ge輸shu出chu同tong時shi導dao通tong時shi間jian最zui短duan。從cong而er保bao證zheng了le很hen低di的de功gong耗hao，特te別bie是shi由you於yu雙shuang半ban橋qiao的de采cai用yong，利li用yong同tong芯xin片pian的de一yi致zhi性xing
，實shi現xian了le完wan美mei的de對dui稱cheng差cha分fen結jie構gou，使shi得de共gong模mo幹gan擾rao信xin號hao得de到dao較jiao好hao的de抵di消xiao
，徹che底di省sheng去qu了le外wai部bu的deLC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(le)EMI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Dleiyinpinfangdaqizhong，chulecaiyongshangshuliangzhongzhuanlijishuwai，haicaiyongleyouyuanzaoshengxianzhijishu。youyuanfushexianzhizhideshi，tongguoyouyuanfushexianzhidianlushezhifangdaqidezuixiaomaikuan，zaijiehejiaochaqiehuan
、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。