D类音频功率放大器的研究与设计

发布时间：2017-06-12 03:11

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【摘要】： 在音频功率放大器的市场上,AB类一直处于统治地位。近年来,随着MP3、DVD和移动电话等便携式消费电子产品的普及,D类音频功率放大器以高效率、小体积的优点日益成为音响领域的主流,因此对其进行研究具有十分重要的意义。 传统基于脉宽调制技术的D类音频功率放大器不仅静态功耗较大,而且其输出端的LC低通滤波器大大地增加了系统面积和成本,针对上述缺点,本文设计了一种无滤波器的D类音频功率放大器。该D类音频功率放大器具有如下特点:采用双路反宽调制方案降低了系统的静态功耗;通过引入斩波调制技术减小系统输入放大级的低频噪声和失调电压;通过引入反馈技术来抑制由于系统的非线性造成的总谐波失真。 本文所设计的D类音频功率放大器基于CSMC0.5umBicmos工艺实现,有效核心电路面积为0.79*0.83mm2。整个系统包含了一个输入放大级、一个误差放大器、两个比较器、内部振荡电路、驱动电路、全桥开关电路、基准电路、过温保护电路和过流保护电路。整个系统的工作电压为5V,在谐波失真小于10%的情况下,对8欧姆的负载提供1.4W的输出功率;在对8欧姆的负载提供1.25W的输出功率时,效率可达到86%。
【关键词】：D类功率放大器 数字音频 脉宽调制 总谐波失真
【学位授予单位】：江南大学
【学位级别】：硕士
【学位授予年份】：2008
【分类号】：TN722.75
【目录】：

• 摘要3-4
• Abstract4-7
• 第一章 引言7-10
• 1.1 概述7
• 1.2 D 类音频功率放大器的发展动态7-9
• 1.3 本论文的主要工作及主要内容9-10
• 第二章 功率放大器的介绍10-15
• 2.1 音频功率放大器的指标10-11
• 2.2 功率放大器的种类11-15
• 2.2.1 A 类放大器11-12
• 2.2.2 B 类放大器12
• 2.2.3 AB 类放大器12-13
• 2.2.4 D 类放大器13-15
• 第三章 D 类音频功率放大器的系统设计15-24
• 3.1 保真度分析15-18
• 3.2 效率及体积分析18-21
• 3.3 系统设计21-24
• 第四章 D 类音频功率放大器的单元电路实现及仿真24-48
• 4.1 输入放大级24-29
• 4.1.1 运算放大器结构的选择24
• 4.1.2 运算放大器的实现24-26
• 4.1.3 运算放大器性能仿真及分析26-27
• 4.1.4 斩波运算放大器的实现27-28
• 4.1.5 斩波运算放大器性能仿真及分析28-29
• 4.2 误差放大器29-30
• 4.2.1 误差放大器的实现29-30
• 4.2.2 误差放大器性能仿真及分析30
• 4.3 比较器30-32
• 4.3.1 比较器的实现30-31
• 4.3.2 比较器的性能仿真及分析31-32
• 4.4 内部振荡电路32-35
• 4.4.1 三角波产生电路32
• 4.4.2 三角波产生电路的实现32-34
• 4.4.3 三角波产生电路性能仿真及分析34
• 4.4.4 时钟产生电路34
• 4.4.5 时钟产生电路性能仿真及分析34-35
• 4.5 全桥开关电路35-37
• 4.6 驱动电路37-40
• 4.6.1 驱动电路的实现37-38
• 4.6.2 驱动电路性能仿真及分析38-40
• 4.7 过流保护电路40-43
• 4.7.1 过流保护电路的实现40-42
• 4.7.2 过流保护电路性能仿真及分析42-43
• 4.8 过温保护电路43-44
• 4.9 基准电路44-45
• 4.9.1 基准电路的实现44-45
• 4.9.2 驱动电路性能仿真及分析45
• 4.10 整体电路性能仿真及分析45-48
• 第五章 版图设计48-56
• 5.1 版图设计基本流程及方法48-50
• 5.1.1 版图设计基本流程48-49
• 5.1.2 版图设计基本方法49-50
• 5.2 各单元电路版图设计50-53
• 5.2.1 OTA 电路版图设计51
• 5.2.2 比较器电路版图设计51-52
• 5.2.3 内部振荡电路版图设计52
• 5.2.4 过流保护电路版图设计52-53
• 5.2.5 过温保护电路版图设计53
• 5.3 总体电路的版图实现53-56
• 第六章 总结与展望56-57
• 6.1 总结56
• 6.2 未来工作展望56-57
• 参考文献57-60
• 附录：作者在攻读硕士学位期间发表的论文60

【引证文献】

中国硕士学位论文全文数据库 前2条

1 郭王瑞;高抗噪性D类音频功率放大器专用集成电路的设计与实现[D];西安电子科技大学;2010年

2 何阳;基于LM3S9B92控制多路信号源的驱动电路设计[D];成都理工大学;2013年

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本文编号：443130