數(shù)字D類音頻功放的研究與設(shè)計(jì).pdf

1、傳統(tǒng)的模擬音頻功率放大器（A類，B類，AB類）有較好的線性度，但效率很低。在便攜式設(shè)備中，提高功放的效率以減小電源和散熱裝置的尺寸，延長電池續(xù)航時(shí)間是至關(guān)重要的。開關(guān)模式的D類功放具有的高效率，低功耗，小尺寸，低成本等優(yōu)勢，將在未來取代傳統(tǒng)的線性功放。在數(shù)字化時(shí)代，數(shù)字輸入的D類音頻功放的研究非常有意義，成為今后的研究熱點(diǎn)。
　　首先，詳細(xì)介紹了數(shù)字輸入的D類音頻功放的原理，并提出一種功放實(shí)現(xiàn)方案。整個(gè)系統(tǒng)包括32倍插值濾波器、3

2、階6比特噪聲整形器，6比特PWM調(diào)制器以及PWM功率驅(qū)動(dòng)級部分。為實(shí)現(xiàn)32倍插值，本文對插值濾波器的各種實(shí)現(xiàn)結(jié)構(gòu)進(jìn)行了比較，最終采用半帶濾波器，級聯(lián)積分梳狀濾波器和補(bǔ)償濾波器的三級結(jié)構(gòu)。半帶濾波器實(shí)現(xiàn)2倍插值，以多相換向型結(jié)構(gòu)實(shí)現(xiàn)，并對濾波器的對稱系數(shù)進(jìn)行復(fù)用，降低了硬件復(fù)雜度。級聯(lián)積分梳狀濾波器實(shí)現(xiàn)16倍插值，采用流水線結(jié)構(gòu)實(shí)現(xiàn)，達(dá)到了降低硬件資源消耗和提高運(yùn)算速度的目的。
　　其次，對高階噪聲整形器的單環(huán)結(jié)構(gòu)和級聯(lián)結(jié)構(gòu)進(jìn)行了比

3、較。在滿足充分穩(wěn)定條件的前提下，設(shè)計(jì)了一個(gè)3階6比特的誤差反饋結(jié)構(gòu)的噪聲整形器，該噪聲整形器有滿幅輸入的最大動(dòng)態(tài)范圍，其硬件實(shí)現(xiàn)采用流水線結(jié)構(gòu)，可以將16bitPCM信號粗量化成6bitPCM信號，而仍能保持很高的信噪比輸出。設(shè)計(jì)的PWM調(diào)制器的時(shí)鐘頻率為90.3168MHZ。在完成插值濾波器、噪聲整形器和PWM調(diào)制器設(shè)計(jì)的基礎(chǔ)上，開發(fā)了基于Simulink的D類功放軟件仿真平臺，完成了系統(tǒng)數(shù)字部分的RTL前端設(shè)計(jì)，并在FPGA平臺上進(jìn)