基于失真分析的D類音頻功率放大器設(shè)計(jì).pdf

1、PDA、MP3、蜂窩電話等便攜式音頻裝置在設(shè)計(jì)時(shí),必須滿足高效率、尺寸小、噪聲低、能夠與處理器協(xié)同工作等要求。D類音頻放大器的功率管工作在開關(guān)方式,在沒有輸入信號(hào)的時(shí)候不會(huì)產(chǎn)生靜態(tài)功耗,具有高效率(理論上可以達(dá)到100％),在應(yīng)用中不需要散熱片等優(yōu)點(diǎn)。但是,由于D類放大器把音頻信號(hào)變成了非線性的脈沖,這個(gè)過程難免會(huì)引入比較大的失真,傳統(tǒng)的D類放大器還要增加濾波器以濾除高頻載波,這不但增加了系統(tǒng)成本,而且會(huì)占據(jù)很大的PCB面積。所以研究低

2、失真、免濾波的D類音頻放大器具有很重要的現(xiàn)實(shí)意義。
　　本文詳細(xì)分析了幾種對(duì)D類音頻放大器性能影響比較大的非線性失真,如三角波非線性、死區(qū)時(shí)間和因反饋產(chǎn)生的相位失真、占空比失真等,采用傅立葉分析的方法對(duì)各種失真建立了模型,并提取了一些對(duì)設(shè)計(jì)至關(guān)重要的參數(shù),用以指導(dǎo)后面的高性能D類音頻放大器設(shè)計(jì)。另外,對(duì)免濾波D類音頻放大器的設(shè)計(jì)方法和對(duì)音頻性能的影響也進(jìn)行了分析。
　　最后設(shè)計(jì)了一種單環(huán)二階免波波的D類音頻功率放大器。該功率

3、放大器內(nèi)部設(shè)有恒流基準(zhǔn)源、前置運(yùn)算放大器、三角波振蕩器、脈寬調(diào)制(PWM)比較器和功率輸出電路,并且該芯片還可以通過外部引腳對(duì)整個(gè)系統(tǒng)的閉環(huán)增益進(jìn)行調(diào)節(jié)。本文設(shè)計(jì)的三角波發(fā)生器采用弛張方式,極大地減小了因三角波非線性所引入的失真;同時(shí)通過合理地設(shè)置閉環(huán)增益,可以在有效抑制各種開環(huán)失真的同時(shí)引入較小的閉環(huán)失真。該音頻放大器采用300KHz的脈寬調(diào)制頻率,在2.5V-5.5V的電源電壓下為4Ω負(fù)載提供最大2Watt的輸出功率,輸出信號(hào)的典型