高效率、低失真的D類(lèi)音頻功率放大器.pdf

1、半導(dǎo)體技術(shù)的進(jìn)步重新喚起了人們對(duì)D類(lèi)音頻功放的興趣，尤其體現(xiàn)在便攜器件等消費(fèi)電子產(chǎn)品中[1]。 本文對(duì)雙聲道D類(lèi)音頻功率放大器進(jìn)行研究，通過(guò)使用雙邊自然采樣控制四個(gè)狀態(tài)功率輸出開(kāi)關(guān)的脈寬調(diào)制技術(shù)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(shí)將諧波失真降至0.03％.并且通過(guò)獨(dú)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(nèi)具有平坦的響應(yīng)曲線。 就此本文主要開(kāi)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(biāo)準(zhǔn)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(yīng)的輸出功率性能。通過(guò)對(duì)輸出級(jí)電路分析計(jì)算，確保芯片在該工藝條件下的運(yùn)行安全性。 2.深入分析計(jì)算了以往各種采樣技術(shù)的特點(diǎn)，設(shè)計(jì)了雙邊自然采樣控制四個(gè)狀態(tài)功率輸出開(kāi)關(guān)的脈寬調(diào)制技術(shù)作為D類(lèi)音頻信號(hào)調(diào)制器的核心技術(shù)，提高了系統(tǒng)線性度，極大降低了系統(tǒng)靜態(tài)功耗。 3.設(shè)計(jì)獨(dú)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(guò)MATLAB分析系統(tǒng)的線性與穩(wěn)定性。通過(guò)SIMULINK仿真，計(jì)算出系統(tǒng)的失真度。 4.設(shè)計(jì)并全差分結(jié)構(gòu)的運(yùn)算放大器作為組成音頻信號(hào)調(diào)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(duì)。設(shè)計(jì)軌到軌的高反應(yīng)速度的比較器作為脈寬高制信號(hào)發(fā)生器，從而將信號(hào)相移最小化，同時(shí)保證系統(tǒng)的穩(wěn)定性。 5.完成包括D類(lèi)音頻調(diào)制器以及功率輸出級(jí)在內(nèi)的整個(gè)器件的所有具體電路設(shè)計(jì)與仿真驗(yàn)證；