一种高效D类音频功放的设计

论文摘要

音频功率放大器是功率集成电路的一个重要组成部分,广泛应用于消费类电子产品中。我国是全球最大的消费类电子商品市场,音频功放的需求日益增加,因此研究音频功率放大器具有重要意义。在众多功放中,D类音频功放的效率远高于模拟类功放的效率,通常能达到80%以上。本文设计一种应用于便携式音频电子产品的D类功率放大器。首先比较了各类功率放大器并分析其优缺点,对D类功率放大器原理进行了详细的分析。在综合考虑电路功耗、效率、性能等方面因素的基础上,对每个模块的都进行了分析、设计和仿真,其中包括基准源、运算放大器、比较器、三角波振荡器、输出驱动电路等。并利用全桥输出结构提高了输出功率和效率。本文通过对各个模块的分析,在设计目标下优化了其参数,给出了基于Hspice的仿真结果。电路采用0.18μm CMOS工艺仿真,结果表明所设计电路在电源为5V,负载8欧姆条件下,输出功率大于1.2W,电源效率大于80%。所设计的D类音频功放完成功能,电路设计符合要求。

论文目录

• 中文摘要
• Abstract
• 第一章 序言
• 1.1 功率放大器概述
• 1.2 目前D 类功放的国内外现状
• 1.3 本论文的主要工作
• 第二章 功率放大器的工作原理
• 2.1 A 类放大器
• 2.2 B 类放大器
• 2.3 AB 类放大器
• 2.4 D 类放大器
• 第三章 设计的理论基础
• 3.1 D 类功放的结构
• 3.2 D 类放大器的PWM 设计
• 3.2.1 脉宽调制技术（PWM）原理
• 3.2.2 PWM 控制的设计实现
• 3.3 关于输出功率的考虑及输出级电路的设计
• 3.4 关于效率的考虑
• 3.5 系统电路设计
• 第四章 D 类功放的设计与实现
• 4.1 基准源的设计
• 4.2 运算放大器的设计
• 4.3 三角波发生器的设计
• 4.4 比较器的设计
• 4.5 输出驱动电路的设计
• 4.6 整体电路仿真
• 第五章 总结
• 参考文献
• 读研期间科研情况统计
• 致谢