此外,闭环系统能够使输出转换的升降边缘趋缓,完全不影响总谐波失真或回转率控制。其中闸极驱动器缓慢地从关闭状态转换为开启状态,因此 EMC测量中出现更为减弱的系统响应 (较低 dV/dt) 及更低的峰值。
失效时间是造成 D 类放大器总谐波失真的关键因素,这是输出半桥的两个 MOSFET 同时处于关闭状态的时间。在开环系统中,两个输出 MOSFET 的失效时间必须相同,才能避免二阶效应。若要将失效时间减至最低,脉冲宽度调变 (PWM) 输出边缘的升降会极快地转换。图 6 比较一般开环放大器 (以 2.4 纳秒测量) (6a) 及闭环装置 (以 10 纳秒测量) (6b) 的上升时间。值得注意的是范围撷取的 EMC 因素 – 大量过冲的快速上升边缘。
整合输入信号 (所需输出响应) 与实际输出回应以及较缓慢边缘转换,闭环放大器的反馈即可针对较缓慢边缘转换进行修正。
在图 7 中,EMC 的图比较了开环放大器与闭环放大器。由于不当的电路板配置对于 EMC 性能极具影响,因此电路板配置与实验相符。另外值得注意的是,闭环放大器的频谱仅以输出的 LC 滤波器加以测量。开环放大器具有额外的缓冲电路,其中包含各个输出中限制 dV/dt 的 R 及 C。缓冲电路不仅增加所需的用料清单 (BOM),也增加所需的电路板空间。对于高成本的四层电路板,减少使用的电路板空间极为重要。避免将工程时间用于 EMC 除错电路板上,也可节省时间及成本。
图 6:开环反应 (6a) 及闭环回应 (6b) 的范围撷取
图 7:闭环放大器及开环放大器的 EMC 性能
摘要
总结而言,本文呈现高清电视市场中闭环放大器的三个主要优点:更高的阻尼系数、更佳的电源噪声抗扰性 (亦即更优质的电源涟波抑制比 (PSRR)) 以及更高的 EMC 性能。
随着市场从模拟输入 D 类音频转换到数字输入放大器的趋势,TAS5706 D 类放大器这类的闭环装置,以及 TAS5601 与 TAS5602 PWM 功率级,能够使设备制造商以整合式解决方案来提升性能、降低成本,并缩短上市时间。