一種高效率低失真無濾波器的D類音頻功率放大器的設(shè)計.pdf

1、與傳統(tǒng)音頻放大器(A類、B類、AB類)相比，基于開關(guān)模式的D類音頻功放具有功耗低、效率高、體積小的特點，已經(jīng)開始被應用在MP3、CD、手機以及個人筆記本等便攜式電子產(chǎn)品中，具有非常廣闊的發(fā)展前景。但D類音頻功放的音質(zhì)需要進一步提高，同時根據(jù)應用需求，該類放大器正向著免濾波、小型化、低成本方向發(fā)展。
　　 本文首先介紹了D類音頻功率放大器和傳統(tǒng)音頻放大器的優(yōu)缺點，然后詳細分析了基于脈寬調(diào)制模式(PWM)的D類音頻功放的幾種主要結(jié)構(gòu)

2、，比較了它們各自的優(yōu)缺點，研究了D類音頻功放實現(xiàn)無輸出濾波器的原理，最終根據(jù)系統(tǒng)設(shè)計指標與要求，采用全差分型積分負反饋和全橋輸出結(jié)構(gòu)設(shè)計了一種單通道無需片外濾波器的D類音頻功率放大器，并對系統(tǒng)的電源抑制能力進行了建模分析，同時，根據(jù)系統(tǒng)原理和結(jié)構(gòu)特點，完成了系統(tǒng)中各個功能模塊的設(shè)計和仿真，包括：基準電流源、全差分放大器電路、PWM調(diào)制電路、三角波產(chǎn)生電路、高速比較器、輸出級模塊、過流保護電路和過溫保護電路等。所設(shè)計的D類音頻放大器可以依

3、靠揚聲器自身的電感恢復出音頻信號，其主要特色是高效率、低的總諧波失真與噪聲之和、高電源抑制比。
　　 本文在Cadence環(huán)境下，采用CSMC0.35μm CMOS工藝進行了電路仿真和版圖設(shè)計。仿真結(jié)果表明設(shè)計的系統(tǒng)性能良好，滿足預定的指標要求。5V工作電壓下，總諧波失真與噪聲之和為0.229％的條件下，該功放可以向4Ω負載電阻提供大于3W的輸出功率；最大轉(zhuǎn)換效率高達87.2％；本文所設(shè)計的D類音頻放大器能夠節(jié)省應用系統(tǒng)的面積和