高效率、低失真的D類音頻功率放大器.pdf

1、半導體技術的進步重新喚起了人們對D類音頻功放的興趣，尤其體現(xiàn)在便攜器件等消費電子產品中[1]。 本文對雙聲道D類音頻功率放大器進行研究，通過使用雙邊自然采樣控制四個狀態(tài)功率輸出開關的脈寬調制技術極大降低了靜態(tài)功耗，從而將低輸入狀態(tài)下的芯片的效率提高到90％。同時將諧波失真降至0.03％.并且通過獨特的二階反饋環(huán)路增大系統(tǒng)帶寬，使系統(tǒng)在20赫茲到20000赫茲的音頻范圍內具有平坦的響應曲線。 就此本文主要開展了以下研究工作

2、： 1.綜合考慮器件成本和性能的要求，選取了現(xiàn)代公司的0.6μm線寬標準工藝，在保證合理的成本和芯片面積的前提下得到最優(yōu)化的效率以及相應的輸出功率性能。通過對輸出級電路分析計算，確保芯片在該工藝條件下的運行安全性。 2.深入分析計算了以往各種采樣技術的特點，設計了雙邊自然采樣控制四個狀態(tài)功率輸出開關的脈寬調制技術作為D類音頻信號調制器的核心技術，提高了系統(tǒng)線性度，極大降低了系統(tǒng)靜態(tài)功耗。 3.設計獨特的二階反饋環(huán)

3、路增大系統(tǒng)帶寬。建立傳遞函數(shù)模型，通過MATLAB分析系統(tǒng)的線性與穩(wěn)定性。通過SIMULINK仿真，計算出系統(tǒng)的失真度。 4.設計并全差分結構的運算放大器作為組成音頻信號調制器的核心放大器，以得到更高的集成度，并且不需要使用輸入耦合電容對。設計軌到軌的高反應速度的比較器作為脈寬高制信號發(fā)生器，從而將信號相移最小化，同時保證系統(tǒng)的穩(wěn)定性。 5.完成包括D類音頻調制器以及功率輸出級在內的整個器件的所有具體電路設計與仿真驗證；