D類放大器通常非常高效，使其成為需要長電池壽命和低散熱的便攜式應用的理想選擇。然而，電磁干擾（EMI）是D類開關拓撲通常伴隨的問題。主動輻射限制可降低輻射發射并實現“無濾波器”操作，使設計人員能夠創建具有低EMI的小型高效便攜式應用。

智能手機、平板電腦和便攜式揚聲器等電池供電消費電子產品的迅速普及推動了對高效音頻放大器的需求穩步增長。需要高效音頻放大器來延長電池壽命和降低功耗，同時仍保持低電磁干擾 （EMI） 水平。

D類放大器現在廣泛用于這些應用，因為它們提供約90%的峰值效率，而典型的AB類放大器的峰值效率為50%。這種增加的效率非常重要，因為它有助于設計人員降低功耗、延長電池壽命、使用更小的外形尺寸和更低的散熱。

D 類放大器和電磁干擾

誠然，高效率確實帶來了自身的設計挑戰。D類音頻放大器的開關拓撲會產生EMI，設計人員必須對此進行緩解。EMI產生輻射和傳導噪聲，這些噪聲隨著信號電平的增加而增加，并干擾器件中的其他子系統。工程師必須符合美國聯邦通信委員會 （FCC） 針對在美國生產和銷售的消費類產品的 EMI 標準，世界各地都存在類似的 EMI 規范。

管理 EMI 更具挑戰性，因為設備外形尺寸不斷縮小。因此，便攜式應用的工程師面臨著設計成越來越小的外形尺寸的額外壓力。有限的空間可能迫使設計人員取消有助于抑制EMI的輸出濾波器、外殼和系統級屏蔽。然而，為了節省寶貴的空間而消除這些元件，使得D類放大器引入的EMI更加難以解決。

要了解 D 類音頻放大器中如何產生 EMI，有必要了解 D 類架構。D 類放大器使用音頻輸入信號調制高頻三角波形（圖 1）。輸出為方波，對應于放大的音頻信號。揚聲器自然包含一個低通濾波器，該濾波器剝離高頻載波并恢復原始音頻波形。這種方法效果很好，因為D類放大器會不斷打開和關閉。因此，與使用AB類放大器的設備相比，使用D類放大器的設備損失的功率要少得多，AB類放大器的輸出始終處于部分開啟狀態。

圖1.這個基本半橋D類放大器的簡化框圖由一個脈寬調制器、兩個輸出MOSFET和一個低通濾波器（LF和 CF） 從輸出方波中恢復放大的音頻信號。

然而，方波的邊緣會產生高頻元件，這些元件很容易被印刷電路板（PCB）走線輻射。這些尖銳的輸出轉換也會產生過沖，從而引入額外的高頻內容，這對EMI性能來說是不理想的。幸運的是，像有源輻射限制（AEL）這樣的邊沿速率控制技術現在已集成到許多D類放大器中，以管理這些EMI問題并消除對大型輸出濾波器的需求。

先進的技術控制 EMI 并節省寶貴的空間

AEL是一種專有的邊沿速率控制技術，集成到許多Maxim? D類放大器中。AEL 電路減少了窄帶頻譜組件，而不會降低音頻性能。有關AEL電路的更詳細說明，請參見應用筆記3973：“Maxim的有源輻射限制電路揭秘”。

快速輸出轉換通過最小化輸出器件上升和下降時間的損耗來提高效率。然而，這些快速轉換也引入了高頻內容，對排放性能產生負面影響。借助 AEL，軌到軌輸出擺幅可智能控制，以降低輸出中不需要的快速開關頻率，同時仍保持高效率。圖2和圖3顯示了帶AEL的MAX98314 D類放大器與不帶AEL的D類放大器的效率和EMI性能（圖4和 圖5）。AEL 技術可顯著降低 EMI 輻射，同時保持高達 93% 的效率。

圖2.帶AEL的MAX98314 D類放大器的典型音頻效率。

圖3.帶AEL的MAX98314 D類放大器的EMI頻譜。AEL 可降低 EMI，并消除了傳統 D 類器件中對輸出濾波的需求。EMI性能，60cm揚聲器電纜，無輸出濾波器。

圖4.不帶 AEL 的 D 類音頻放大器的效率。

圖5.不帶 AEL 的 D 類音頻放大器的 EMI 頻譜。

結論

AEL 使設計人員能夠從 D 類放大器的高效率中受益，而無需擔心其開關拓撲產生的 EMI。AEL 技術可降低 EMI，并消除對濾波器和其他 EMI 抑制組件的需求。借助 D 類音頻放大器和 AEL，設計人員可以降低 EMI，實現更小的應用，以更少的組件降低成本，并延長當今便攜式應用中的電池壽命。

審核編輯：郭婷