新型D类音频功率放大器设计

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1、中文摘要中文摘要摘要：D类音频功率放大器具有高效、节能、数字化、体积小、重量轻的特点，适应便携设备高效节能的客观需求，从而在音频模拟集成领域具有很大的优势。随着设计技术的不断进步，D类功率放大器的性能指标也逐步提高。本文通过分析基于CMOS工艺的D类音频功率放大器的构成、驱动实现、性噪比、失真度等方面的特性来进行电路的设计。本课题的研究目标是设计一种用于移动设备的D类放大器，既能提供高效率又能实现高音频性能。通过查阅大量中外文献，本文详细阐述了各种功率放大器的原理和特点，并对比分析各自的优缺点，在此基础上提出了本文所研究的基于SCOM结构的D类音

2、频功率放大器，并详细介绍了其工作原理。本文分析了传统D类音频功率放大器的基本原理，并提出了一种高功率高效率D类音频功率放大器。这种D类放大器采用同步控制振荡调制(SCOM)，适用于移动设备。SCOM系统由两个COM系统和一个同步模块组成。同步块使两个COM系统在高频相位确保精确的双边三电平调制技术，而微分结构确保两个COM系统处于1800的低频相位，在扬声器负载上获得最大的电压摆幅。在明确SCOM结构工作的原理的基础上，本文具体讨论了D类音频功率放大器各模块的工作原理和设计要点，对放大器的各个模块包括运算放大器电路、比较器电路、驱动电路、功率输出

3、级电路等进行了设计及仿真。其中运算放大器电路和比较器电路是本设计的重点部分，通过反复的计算和实验，本文设计了具有良好性能的运算放大器和比较器，并进行仿真和分析。SCOM结构采用了无滤波调制的方式，减小了芯片面积。采用2～10f2+10p．H的扬声器负载模型，在反复计算调试的基础上设计SCOM系统电路图。本设计采用Cadence软件的Spectre-V具，选用TSMC0．18umCMOS工艺的设计规则，对基于SCOM结构的D类音频功率放大器的各模块电路及整体电路进行设计及仿真，电源电压3．3V。仿真的结果表明，本文设计的D类音频功率放大器完成了对音

4、频信号的放大功能，电路符合设计要求。关键词：D类；音频功率放大器；SCOM；自激振荡分类号：TN432ABSTRACTABSTRACTABSTRACT：Withthecharacteristicsofhi曲efficiency,energyconservation,digitization,smallsizeandlightweight，ClassDaudiopoweramplifieradaptstotheobjectiveneedsofenergyefficientportabledevicesandhasgreatadvantagesint

5、hefieldofaudioanalogintegration．Withthecontinuousadvancementofdesigntechnology,ClassDpoweramplifierisinhigherperformance．Inthispaper,thecircuitsaredesignedbytheanalysisofthecharacteristicsofcompositionofClassDaudiopoweramplifierbasedonCMOStechnology,realizationofthedrive，SNRa

6、nddistortion，etc．ThetargetofthisresearchistodesignaClassDaudiopoweramplifierformobileapplications，offeringbothhighefficiencyandhighaudioperformance．AfterstudyingalargenumberofChineseandf0崩朗literature，thepaperelaboratesontheprinciplesandcharacteristicsofvariouspoweramplifiersa

7、ndcomparativelyanalyzestheirstrengthsandweaknesses．OnthisbasisClassDaudiopoweramplifierbasedonthestructureofSCOMisadvancedinthispaper．Anditsprinciplesareelaborated．ThispaperanalyzesthebasicprinciplesoftraditionalClassDaudiopoweramplifierandadvancesahigh--powerandhigh--efficie

8、ncyClassDaudiopoweramplifier．Withthestructureofsynchronouscontrolosc