數(shù)字功率放大器的研究與設計.pdf

1、數(shù)字功率放大器，也稱為D類音頻功率放大器，是一種脈沖調(diào)制型放大器。它與傳統(tǒng)的模擬音頻功率放大器的主要差別在于功率晶體管的工作狀態(tài)，即使用脈沖形式的信號來驅(qū)動高速的功率開關。數(shù)字功率放大器的輸出功率晶體管工作在開關狀態(tài)，理論上效率可以接近100％，因此數(shù)字功率放大器芯片被廣泛地應用于手機、MP3、MP4、對講機等以有限電源供電、小功率輸出且主板空間有限的領域，是便攜式電子產(chǎn)品中不可或缺的一部分。目前國內(nèi)的數(shù)字功率放大器芯片大多依賴于進口，

2、研究具有自主知識產(chǎn)權(quán)的數(shù)字功率放大器芯片具有廣闊的市場前景和實用價值。 本文設計了一款單片集成數(shù)字功率放大器芯片，主要應用在手機、對講機等這些對音質(zhì)要求相對不高的電子產(chǎn)品中。該數(shù)字功率放大器芯片使用了全差分脈沖寬度調(diào)制結(jié)構(gòu)，實現(xiàn)了免濾波器設計。本文是基于0.5umCMOS工藝設計的，電源電壓的變化范圍是2.5V-5.5V；可以在5V電源電壓下為8Ω/32Ω負載提供640mW/160mW的最大輸出功率和高于90％的效率；在330m

3、W/80mW的輸出功率下，放大器總諧波失真小于0.1％；關斷情況下的靜態(tài)電流小于0.2uA；整個系統(tǒng)的靜態(tài)功耗小于10mW。 在文章結(jié)構(gòu)上，本文主要包括調(diào)制方案設計、系統(tǒng)結(jié)構(gòu)設計、電路設計與仿真等部分。論文首先從數(shù)字功率放大器的市場分析入手，著重研究應用于較小輸出功率且主板空間有限的領域的數(shù)字功率放大器；針對典型數(shù)字功率放大器存在的弊端，提出了解決方案，設計出全差分脈沖寬度調(diào)制的調(diào)制器結(jié)構(gòu)；根據(jù)系統(tǒng)結(jié)構(gòu)，從分析數(shù)字功率放大器的效