D類(lèi)音頻功放子系統(tǒng)的設(shè)計(jì)與研究.pdf

1、隨著人們對(duì)節(jié)能型、微小型電子產(chǎn)品的不斷需求，低失真、高效率的功率放大器的設(shè)計(jì)已成為當(dāng)今研究的熱點(diǎn)。傳統(tǒng)的線性放大器雖然失真很小，但是效率不高，而且需要大面積的散熱片。采用CMOS工藝的D類(lèi)音頻功率放大器具有集成度高、占用面積小、功耗低、散熱量小、效率高、電路板(PCB)面積較小和成本低的特點(diǎn)。在便攜式電子產(chǎn)品市場(chǎng)快速發(fā)展的今天，D類(lèi)音頻功放在PDA、手機(jī)、MP3播放器等產(chǎn)品中得到了廣泛的應(yīng)用。但是國(guó)內(nèi)便攜式設(shè)備所應(yīng)用的D類(lèi)音頻功放市場(chǎng)大

2、部分仍然被國(guó)外公司所壟斷，在這樣的形勢(shì)下D類(lèi)音頻功放的研究具有十分重要的意義。
　　在D類(lèi)音頻功放各個(gè)子系統(tǒng)中，本文主要對(duì)PWM比較器、死區(qū)電路、驅(qū)動(dòng)電路與輸出級(jí)電路進(jìn)行了詳細(xì)的分析。PWM比較器的電路主要由Rail-to-Rail差分輸入、兩級(jí)放大、鎖存器、自偏置放大器和輸出驅(qū)動(dòng)器組成，可以有效的減小傳輸延遲和提高轉(zhuǎn)換速率。死區(qū)電路主要由互鎖電路組成，可以有效的控制死區(qū)時(shí)間的大小。死區(qū)時(shí)間過(guò)大，會(huì)限制最大輸出功率；死區(qū)時(shí)間過(guò)小，

3、可能會(huì)使電源與地短接，造成輸出級(jí)功率管流過(guò)很大的電流，降低其使用壽命。驅(qū)動(dòng)電路主要由反向器級(jí)聯(lián)組成，適當(dāng)?shù)募?jí)聯(lián)個(gè)數(shù)和放大倍數(shù)可以有效的降低傳輸延遲和提高驅(qū)動(dòng)能力。輸出級(jí)電路主要由全橋電路組成，這種設(shè)計(jì)可以有效的減小電源母線的波動(dòng)，得到正常的輸出信號(hào)。
　　電路采用AMI0.6μmCMOS工藝，工作電壓為5V，利用Cadence軟件中的Spectre工具對(duì)電路進(jìn)行了仿真驗(yàn)證。結(jié)果顯示：PWM比較器的輸入共模電壓范圍(ICMR)為0.