高性能音频功放电路的设计与实现

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1、西安电子科技大学硕士学位论文高性能音频功放电路的设计与实现姓名：呼延木子申请学位级别：硕士专业：微电子学与固体电子学指导教师：张玉明20070101摘要低成本、高品质的耳机驱动功率放大器一直是消费类电子，诸如CD播放器、MP3和DVD等产品所追求的目标。大多数传统的音频功率放大器是用双极型工艺设计和制造，其基础在于良好的双极型三极管特性。虽然CMOS技术具有低成本的优点，但是较大的输出管尺寸，驱动低阻抗负载时稳定性问题，驱动高容性负载时带宽问题以及噪声干扰等一直限制了cMos应用技术的前进步伐。针对这些问题，本论文设计

2、了一种高开环稳定性AB类CMOS音频功率放大器。论文首先研究了各种功放电路的优缺点，根据设计指标确定符合要求的功放电路形式，然后用功率预算和电流分配的方法设计器件参数，最后利用计算机仿真。结果显示，当使用5V电压源时，能给一个4Q的负载传输2．2W或给一个312负载传输2．5W的平均连续功率，总谐波失真+噪声n卸D帕D小于1．O％；此外，当耳机插头接入插孔时，音频功率放大器便处于单终端工作模式，能给一个32Q的耳机传输85mW的连续功率，THD卜N小于0．5％；静态电流在桥式模式下为11．5mA，单终端模式下为5．8m

3、A。双桥模式下电源抑制比(PSRR)为67dB，信躁比(SNR)为98dB；单终端模式下电源抑制比(PSRR)为58dB，信躁}=V(SNR)为95dB，显示出优良的抗电源噪声干扰能力。与此同时，还设计了低功耗关断电路和过热保护电路。当低功耗关断引脚有效时，关断电流仅为0．7p．A．t当电路的工作环境温度超过165℃时，过热保护电路输出高电平，从而关断整个芯片，防止造成永久性损坏。由于芯片内部独特设计使得输出端去掉了耦合电容，实现双桥(BTL)连接，进一步减小了系统体积。关键词：CMOSAB类电源抑制比过热保护ABST

4、RACTAudioplayerssuchaSpopularCD、MP3andDVDinthecOns瞰坨relectronicmarkethavebeendrivenforlowcostandhighperformanceheadphonepoweramplifiers．Majorityofconventionalpoweramplifiersaredesignedusingbipolartechnologyonthebasisofwell-knownmeritsofbipolartransistors．Althoug

5、hCMOSteelmologyofferslowcostalternative,theySUffermajorproblemssuch舾largesizeinoutputtransistors，stabilityissuesondrivinglowresistiveinparallelwithhighcapacitiveloadathi曲bandwidth,noiseandSOon．Inthispaper,aClassABCMOSaudiopoweramplifierwithunity-gainstableispres

6、entedfortheseproblems．Firstly,theadvantagesanddisadvantagesofkindsofpoweramplifiersareintroducedatthebeginningofthepaper,andaproperselectedamplifiersttuctureisusedinordertosatisfythedesigntarget，andthenbyusingthemethodofpowerandcurrentbudget，appropriatedevicepar

7、ameterisreceived．Thesimulatedmsultshowsthatwhena5Vsupplyisused,thepoweris2．2Wfor4f2and2．5Wfor3f2，THD+Nislessthan1．0％．Besides，whenaheadphoneisusexl,theamplifiersworkinsingle—endedmodeandthepoweris85mWfor32f2．THD+NislessthanO．5％．Thequiescentsupplycurrentis11．5mAun

8、derbridge-eounectedmodeand5．8mAundersingle-endedmode．Underbridge-connectedmode，PSRRis67dBandSNRis98dB．Undersingle-endedmode，PSRRis58dBand蹬哏is95dB．Ontheotherhand，alow-