TI闭环放大器显著减少D类音频放大器EMI

设计人员经常选择D类音频放大器来驱动电视机（TV）、Bluetooth®音箱和笔记本电脑等各种中等功率应用里的扬声器。毕竟，与传统的AB类音频放大器相比，D类音频放大器具有更少的散热量和相对较高的效率（以便延长电池寿命）。如果紧凑的电路板空间非常重要，那么D类音频放大器也颇具优势。

与D类音频放大器相关的最大挑战是电磁干扰（EMI）。传统上用外部电感器-电容器滤波法来减少EMI，但这会增加终端设备的成本、占位面积和复杂度。

TI已开发了几种闭环放大器，包括TPA3110（2010年发布），它通过采用先进的闭环功率级显著减少了EMI。此外，TI还刚刚发布了TPA3140 D类音频功率放大器，该产品包含的一些创新甚至有助于为线缆长度达1米的扬声器提供真正无电感器的性能。在LCD TV（其中较长的扬声器线缆使得满足EMI要求成为一项挑战）领域，这种无电感器的设备已投入生产。

 

边缘速率控制

一种用来减少EMI辐射的方法是降低该放大器输出转换的压摆率。因为TPA3140使用专有的高性能反馈拓扑结构，所以降低压摆率不会降低总谐波失真（THD）或音频质量。图1中的快速傅立叶变换（FFT）图像展示了在较慢边缘高频含量降低的情况。

 

 

图1：无边缘速率（红色）和有边缘速率（黄色）的EMI图

 

扩频时钟

虽然边缘速率控制是一种减少EMI（当其出现在高于30MHz的频率范围内时）的有效手段，但它并未解决D类放大器开关输出的基本载波频率及其相关谐波（落入低于30MHz的范围内）的问题。

TPA3140包括一种专有算法，该算法可将少量频率调制功能添加到该放大器的时钟电路。该算法不影响放大的音频质量，但会显著减少开关频率的峰值能量。

 

EMI结果

图2展示了对扬声器线缆长度接近1米的电视机的EMI测试结果。红线是准峰值限制，绿线是平均限制。

 

 

 

图2：EMI图：蓝曲线是准峰值，绿曲线是平均曲线

 

音频性能：

 

<0.05％THD + 噪声（N）（当功率为1W、电阻为4Ω、频率为1kHz时）

<65μV A计权输出噪声

总之，TPA3140 D类音频功率放大器可显著减少EMI，这允许无电感器的运行（可节省主要BOM成本却不影响音频质量）。

 

其它资源

 

用TPA3140评估模块（EVM）进行工作。

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