D類放大器輸出的高頻分量值得認真考慮。如果不正確理解和處理,這些分量會產生大量EMI并且干擾其它設備的工作。
兩種EMI需要考慮:輻射到空間的信號和通過揚聲器及電源線傳導的信號。D類放大器調制方案決定傳導EMI和輻射EMI分量的基線譜。但是,可以使用一些板級的設計方法減少D類放大器發射的EMI,而不管其基線譜如何。
一條有用的原則是將承載高頻電流的環路面積減至最小,因為與EMI相關的強度與環路面積及環路與其它電路的接近程度有關。例如,整個LC濾波器(包括揚聲器接線)的布局應盡可能地緊密,并且保持靠近放大器。電流驅動和返回路印制線應當集中在一起以將環路面積減至最小(揚聲器使用雙絞線對接線很有幫助)。另一個要注意的地方是當輸出級晶體管柵極電容開關時會產生大的瞬態電荷。通常這個電荷來自儲能電容,從而形成一個包含兩個電容的電流環路。通過將環路面積減至最小可降低環路中瞬態的EMI影響,意味著儲能電容應盡可能靠近晶體管對它充電。
有時,插入與放大器電源串聯的RF扼流線圈很有幫助。正確布置它們可將高頻瞬態電流限制在靠近放大器的本地環路內,而不會沿電源線長距離傳導。
如果柵極驅動非重疊時間非常長,揚聲器或LC濾波器的感應電流會正向偏置輸出級晶體管端的寄生二極管。當非重疊時間結束時,二極管偏置從正向變為反向。在二極管完全斷開之前,會出現大的反向恢復電流尖峰,從而產生麻煩的EMI源。通過保持非重疊時間非常短(還建議將音頻失真減至最小)使EMI減至最小。如果反向恢復方案仍不可接受,可使用肖特基(Schottky)二極管與該晶體管的寄生二極管并聯,從而轉移電流并且防止寄生二極管一直導通。這很有幫助,因為Schottky二極管的金屬半導體結本質上不受反向恢復效應的影響。
具有環形電感器磁芯的LC濾波器可將放大器電流導致的雜散現場輸電線影響減至最小。在成本和EMI性能之間的一種好的折衷方法是通過屏蔽減小來自低成本鼓形磁芯的輻射,如果注意可保證這種屏蔽可接受地降低電感器線性和揚聲器音質。 |