Maxim有源輻射限制(AEL)電路

摘要：本應用筆記探討Maxim的第三代D類音頻功放技術，能夠在消費電子產品中實現(xiàn)“無濾波”工作。確切地說，本文說明了Maxim的新一代、正在申請專利的有源輻射抑制電路，能夠在不降低音頻性能的情況下把輻射降至最小。

概述

Maxim第二代D類音頻功率放大器的特征是利用了獨特的、擁有專利的擴譜調制，在較寬頻帶內展寬頻譜分量，從而改善揚聲器和電纜輻射EMI。Maxim的第三代D類音頻功率放大器采用了相同的擴譜調制技術，并在這項技術的基礎上增加了一項新的、正在申請專利的有源輻射抑制電路(AEL)，在不降低音頻性能的情況下進一步降低窄帶頻譜分量。這兩項專有技術的有機結合，使得Maxim的D類音頻功率放大器(如MAX9705)能夠在“無濾波”工作條件下驅動長達24英寸的非屏蔽電纜，并能滿足EN55022電磁干擾(EMI)規(guī)范的要求。Maxim將AEL電路用于D類放大器，在維持D類放大器高效率的同時，使電磁輻射降至最小。本文對Maxim的這一技術進行了闡述。

Maxim第三代D類放大器技術

Maxim第三代D類放大器的特點是采用了Maxim的擴譜調制技術，并在這項技術的基礎上增加了一項新的、正在申請專利的有源輻射抑制電路(AEL)，該電路能進一步降低窄帶頻譜分量。1 在所有可能的瞬變輸出情況下，AEL電路能有源控制輸出FET的柵極瞬態(tài)切換過程，極大降低了EMI輻射。在對放大器效率產生最小影響的情況下，有源輻射抑制電路對每柵極驅動信號的擺率進行控制，使信號滿擺以及高開關頻率引起的輻射降至最低，其負面影響是可能造成放大器效率略有下。

由于D類放大器的高效率源自輸出FET的滿擺幅驅動和快速通/斷瞬變過程(圖1)，對邊沿速率的控制會在一定程度上影響D類放大器的效率。


圖1. D類放大器輸出波形，顯示了由于開關信號的邊沿速率和晶體管RDS(ON)導致的損失

縮短信號的上升、下降時間可以加快瞬態(tài)過程，提高放大器效率。如果增大開關切換時間，放大器的效率將會降低。AEL電路工作時，通過智能化管理輸出FET的柵極驅動信號，使得D類放大器在提高電磁輻射抑制的同時能夠獲得最高效率(圖2)。


圖2. 有源輻射抑制電路對D類放大器開關信號的擺率進行智能控制，在效率下降很小的前提下有效降低電路的電磁輻射。

MAX9705 D類AEL放大器

MAX9705是一款具有超低EMI的單聲道D類放大器，采用了Maxim的第三代D類放大器技術。在使用12英寸非屏蔽雙絞線揚聲器電纜時，MAX9705能夠提供高達90%的效率，完全滿足FCC的輻射限制指標，并留有15.8dB的裕量(圖3)。特別值得一提的是，在使用24英寸非屏蔽雙絞線揚聲器電纜時，MAX9705同樣符合FCC的要求(圖4)。


圖3. MAX9705電磁輻射數(shù)據(jù)(采用MAX9705評估板測試，擴譜調制模式，使用12英寸非屏蔽雙絞線揚聲器電纜)


圖4. MAX9705電磁輻射數(shù)據(jù)(采用MAX9705評估板測試，擴譜調制模式，使用24英寸非屏蔽雙絞線揚聲器電纜)

除了優(yōu)異的EMI性能外，MAX9705 IC還具有0.02%的低THD+N、75dB的高PSRR和0.3μA低功耗關斷模式。MAX9705提供10引腳 TDFN (3mm x 3mm x 0.8mm)封裝、 10引腳μMAX?和12焊球UCSP? (1.5mm x 2mm x 0.6mm)封裝，如需了解更多信息，請參考MAX9705數(shù)據(jù)資料。

結論

Maxim的第三代D類放大器的電磁輻射指標可以使D類放大器在消費電子設備中真正做到“無濾波”工作。同時，擴譜調制和有源輻射抑制電路(AEL)減少了外部元件數(shù)目，可有效延長電池壽命，在不犧牲效率的前提下，Maxim的第三代D類放大器能夠達到AB類放大器的性能。另外，“無濾波”技術提供了更小、更高性價比的解決方案，成為蜂窩電話、MP3、PDA和筆記本電腦等產品的理想選擇。