D类功放中的∑-△调制器分析与设计

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1、维普资讯http://www.cqvip.com聂彬等：D类功放中的∑一A调制器分析与设计D类功放中的∑一△调制器分析与设计聂彬，李开航(厦门大学福建厦门361005)摘要：设计一种新型低非线性失真拓扑的7阶1一bite一△调制器，该调制器可以直接用于模拟音频信号输入带反馈的D类功率放大器中。通过仿真表明，调制器的最大稳定输入值可以达到0．9，信噪比可达到130dB以上，即采用这种调制器的D类功放可实现9O的功率转化效率和高保真的音质。同时从新的角度阐释了高阶1一bite一△调制器的工作原理和设计过程。

2、关键词：D类功放；非线性失真；∑一△调制器；信噪比中图分类号：TN710文献标识码：B文章编号：1004—373X(2008)08—078—04AnalysisandDesignof∑一AModulatorforClassDPowerAmplifierNIEBin，LIKaihang(XiamenUniversity，Xiamen，361005，China)Abstract：Thispaperpresentsanovelsevenorderone～bit∑一△modulatorbyusinglowern

3、onlineardistortiontopology，whichcanbeusedinanaloginputclassDaudiopoweramplifierwithfeedbackloop．Bymeansofsimulations，thenormalizedstableinputreaches0，88andSNBexceeds130db，so88powertransferefficiencyandhighsoundqualitycanberealizedbythepowerclassDthatadop

4、tsthemodulatordesignedhere．Atthesametime，theprincipleanddesignprocessofhighorder1一bit∑一△modulatorareunveiledbyanotherpointsofview，Keywords：classDpower—amplifier；non—lineardistortion；∑一△modulator；SNR器。本文在这种带反馈的l—bite—A调制器结构的基础l引言上，设计一种低非线性失真拓扑的7阶l—bite—A调

5、制D类(数字音频功率)功率放大器由于功率转化效率器，并通过计算机仿真软件来仿真和验证的所设计的系统高、散热量低的优点成为样的目前研究的热点，并且有望结构。在几年内会取代目前主流的AB类功放成为音频功率放2基于l—bit一A调制器的带反馈的D类功放系统大器领域的主流产品。虽然D类功率放大器有很大的潜结构力，但还存在不同于传统功率放大器的缺点—一非线性失真，这种非线性失真是阻止D类功放目前普遍应用的主要传统D类功率放大器的主要原理是一种将输入模拟障碍之一。造成D类功率放大器非线性失真的原因很多，音频信号或P

6、CM数字信息变换成PWM(脉冲宽度调制)例如：通常设置死区时间来避免上下功率晶体管同时处于或PDM(脉冲密度调制)的脉冲信号，然后用PWM或导通状态，由此会带来非线性失真；功放管的导通时间和PDM的脉冲信号去控制大功率开关器件通或断的音频功体二极管恢复时间的有限造成的非线性失真；输出滤波电率放大器。虽然这种控制方法输入稳定范围大，但如引言感与电容的非线性和电源的波动产生的非线性失真等。所述，会产生大量的非线性失真，并且功放管输出端存在其中，功放管造成的非线性失真是D类功放噪声的主要部大量调制信号的谐波，

7、这些谐波会产生有害的电磁分。要设计一个高保真的D类功率放大器，就要尽力把辐射。这些非线性失真减到最小，这就需要采用一些新的技术手为了克服这些缺点，文献[3，4]在基于l—bite一△调段来克服非线性失真的缺点。制器的D类功放中做了改进，提出基于l—bite一△调制为了减1l,tb线性失真，与传统PWM控制的D类功放器的带反馈的D类功放，其系统结构见图l。如在图中量和没有带反馈的1一bite一△调制器控制的D类功放不化器输出端反馈(见图中虚线)就构成一个∑一△调制器，同，出现了带反馈的1一bite一△调制

8、器的D类功率放大其工作原理是利用过采样技术减少信号频带里的量化噪声，再用噪声整形技术把信号频带里收稿日期：2007—09—27的量化噪声推向高频，然后把高频部分滤掉，从而提高信78维普资讯http://www.cqvip.com《现位电子技术)2008年第8期总第271期计算机应用技术司噪比。如果不在量化器的输出端反馈(见图中虚线)，而在同时在信号频率范围内，L0必须很大，这样可以抵消必须功率管输出端反馈(见图中实线)，则可以利用过采样和噪