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bifa必发新型抑制和降低电磁干扰技术在便携式设备中的应用

来源:网络 |最近更新: 2023-12-14

  bifa必发传统D类放大器的一个主要缺点就是它需要外部LC滤波器。这不仅增加了方案总成本和电路板空间,也可能因滤波元件的非线性而引入额外失真。很多D类放大器还会使用全桥输出级。全桥电路使用两个半桥输出级,并以差分方式驱动负载。这种负载连接方式通常称为桥接负载(BTL)。全桥结构是通过转换负载的导通路径来工作的。因此负载电流可以双向流动,无需负电源或隔直电容。传统的、基于PWM的BTL型D类放大器各输出波形彼此互补,从而在负载两端产生一个差分PWM信号。与半桥式拓扑类似,输出端需要一个外部LC滤波器,用于提取低频音频信号并防止在负载上耗散高频能量。

  与所有传统D类放大器一样,基于PWM方式的典型D类放大器需要外部滤波元件,会产生EMI/EMC兼容性问题,并且THD+N性能较差,因此与线性放大器相比,它的高效优势大为失色。然而,现代D类放大器采用先进的调制和反馈技术,可很好地缓解上述问题。

  许多D类放大器采用PWM输出至器件输入的负反馈环路。闭环方案不仅可以改善器件的线性,而且使器件具备电源抑制能力。开环放大器却正相反,它的电源抑制能力微乎其微。在闭环拓扑中,因为会检测输出波形并将其反馈至放大器的输入端,所以能够在输出端检测到电源的偏离情况,并通过控制环路对输出进行校正。闭环设计的优势是以可能出现的稳定性问题为代价,这也是所有反馈系统共同面临的问题。因此,必须精心设计控制环路并进行补偿,确保在任何工作条件下都能保持稳定。

  典型的D类放大器采用具有噪声整形功能的反馈环路,可极大地降低由脉宽调制器、输出级以及电源电压偏离的非线性所引入的带内噪声。这种拓扑与用在-△调制器中的噪声整形类似。为阐明噪声整形功能,图2给出了为现代D类放大反馈补偿回路以传递函数形式表达的示意图,即一个1阶噪声整形器的简化框图。反馈网络通常包含一个电阻分压网络,但为简便起见,图2的反馈比例为1。由于理想积分器的增益与频率成反比,图中积分器的传递函数也被简化为1/s。同时,假定PWM模块具有单位增益,并且在控制环路中具有零相位偏移。使用基本的控制模块分析方法,可得到以下输出表达式:

  由式1可知,噪声项En(s)与一个高通滤波器函数(噪声传递函数)相乘,而输入项VIN(s)与一个低通滤波器函数(信号传递函数)相乘。噪声传递函数的高通滤波器对D类放大器的噪声进行整形。如果输出滤波器的截止频率选取得当,大部分噪声会被推至带外(见图2右上角坐标糸统)。

  上述例子使用的是1阶噪声整形器,而多数现代D类放大器采用高阶噪声整形拓扑,以便进一步优化线性度和电源抑制特性。

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