应用笔记 3973

Maxim有源辐射限制(AEL)电路


摘要 : 本应用笔记探讨Maxim的第三代D类音频功放技术,能够在消费电子产品中实现“无滤波”工作。确切地说,本文说明了Maxim的新一代有源辐射抑制电路,能够在不降低音频性能的情况下把辐射降至最小。

概述

Maxim第二代D类音频功率放大器的特征是利用了独特的扩谱调制,在较宽频带内展宽频谱分量,从而改善扬声器和电缆辐射EMI。Maxim的第三代D类音频功率放大器采用了相同的扩谱调制技术,并在这项技术的基础上增加了一项新的有源辐射抑制电路(AEL),在不降低音频性能的情况下进一步降低窄带频谱分量。这两项专有技术的有机结合,使得Maxim的D类音频功率放大器(如MAX9705)能够在“无滤波”工作条件下驱动长达24英寸的非屏蔽电缆,并能满足EN55022电磁干扰(EMI)规范的要求。Maxim将AEL电路用于D类放大器,在维持D类放大器高效率的同时,使电磁辐射降至最小。本文对Maxim的这一技术进行了阐述。

Maxim第三代D类放大器技术

Maxim第三代D类放大器的特点是采用了Maxim的扩谱调制技术,并在这项技术的基础上增加了一项新的有源辐射抑制电路(AEL),该电路能进一步降低窄带频谱分量。¹ 在所有可能的瞬变输出情况下,AEL电路能有源控制输出FET的栅极瞬态切换过程,极大降低了EMI辐射。在对放大器效率产生最小影响的情况下,有源辐射抑制电路对每栅极驱动信号的摆率进行控制,使信号满摆以及高开关频率引起的辐射降至最低,其负面影响是可能造成放大器效率略有下。

由于D类放大器的高效率源自输出FET的满摆幅驱动和快速通/断瞬变过程(图1),对边沿速率的控制会在一定程度上影响D类放大器的效率。

图1. D类放大器输出波形,显示了由于开关信号的边沿速率和晶体管RDS(ON)导致的损失
图1. D类放大器输出波形,显示了由于开关信号的边沿速率和晶体管RDS(ON)导致的损失

缩短信号的上升、下降时间可以加快瞬态过程,提高放大器效率。如果增大开关切换时间,放大器的效率将会降低。AEL电路工作时,通过智能化管理输出FET的栅极驱动信号,使得D类放大器在提高电磁辐射抑制的同时能够获得最高效率(图2)。

图2. 有源辐射抑制电路对D类放大器开关信号的摆率进行智能控制,在效率下降很小的前提下有效降低电路的电磁辐射。
图2. 有源辐射抑制电路对D类放大器开关信号的摆率进行智能控制,在效率下降很小的前提下有效降低电路的电磁辐射。

MAX9705 D类AEL放大器

MAX9705是一款具有超低EMI的单声道D类放大器,采用了Maxim的第三代D类放大器技术。在使用12英寸非屏蔽双绞线扬声器电缆时,MAX9705能够提供高达90%的效率,完全满足FCC的辐射限制指标,并留有15.8dB的裕量(图3)。特别值得一提的是,在使用24英寸非屏蔽双绞线扬声器电缆时,MAX9705同样符合FCC的要求(图4)。

图3. MAX9705电磁辐射数据(采用MAX9705评估板测试,扩谱调制模式,使用12英寸非屏蔽双绞线扬声器电缆)
图3. MAX9705电磁辐射数据(采用MAX9705评估板测试,扩谱调制模式,使用12英寸非屏蔽双绞线扬声器电缆)

图4. MAX9705电磁辐射数据(采用MAX9705评估板测试,扩谱调制模式,使用24英寸非屏蔽双绞线扬声器电缆)
图4. MAX9705电磁辐射数据(采用MAX9705评估板测试,扩谱调制模式,使用24英寸非屏蔽双绞线扬声器电缆)

除了优异的EMI性能外,MAX9705 IC还具有0.02%的低THD+N、75dB的高PSRR和0.3µA低功耗关断模式。MAX9705提供10引脚 TDFN (3mm x 3mm x 0.8mm)封装、 10引脚µMAX®和12焊球UCSP™ (1.5mm x 2mm x 0.6mm)封装,如需了解更多信息,请参考MAX9705数据资料

结论

Maxim的第三代D类放大器的电磁辐射指标可以使D类放大器在消费电子设备中真正做到“无滤波”工作。同时,扩谱调制和有源辐射抑制电路(AEL)减少了外部元件数目,可有效延长电池寿命,在不牺牲效率的前提下,Maxim的第三代D类放大器能够达到AB类放大器的性能。另外,“无滤波”技术提供了更小、更高性价比的解决方案,成为蜂窝电话、MP3、PDA和笔记本电脑等产品的理想选择。

¹如需要了解关于Maxim的扩谱调制技术,请参考应用笔记3881:“扩谱调制模式使D类放大器的电磁干扰降至最低”。

相关型号
MAX9705 免费样品
下一步
EE-Mail 订阅EE-Mail,接收关于您感兴趣的新文档的自动通知。
© , Maxim Integrated Products, Inc.
The content on this webpage is protected by copyright laws of the United States and of foreign countries. For requests to copy this content, contact us.
APP 3973:
应用笔记 3973,AN3973, AN 3973, APP3973, Appnote3973, Appnote 3973