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单片输出无滤波器D类音频功放电路设计

张炜  
【摘要】: 本论文主要针对市场日益增大的便携式电子产品中应用的D类音频功率放大器,根据技术趋势及用户要求,提出了具体的电路实现方法,并通过仿真及相关的实际测试数据来验证方法的可行性。本论文解决的主要技术内容包括以下几个方面: 1.无外置输出滤波器的PWM调制器设计,减小系统静态功耗,减少外围器件,节约系统空间,简化系统设计。 2.采用BTL结构的输出驱动电路,使负载两端的输出直流电压偏置在OV,彻底解决了偏置电压(VBIAS)突变引起的咔咔/噗噗噪声,比如开关机时出现的冲击噪声,同时也减小在正常工作时各种操作所带来的咔咔/噗噗噪声,而且省去了耳机驱动必须的隔直耦合电容。同时,在相同的电源电压下,BTL输出信号摆幅是半桥式放大器的2倍,因为负载是差分驱动的。在相同电源电压下,理论上它可提供的最大输出功率是半桥式放大器的4倍,因此在低电压工作时也能有较大的功率输出。 3.一种带共模反馈的全差分放大器电路结构,有很高的共模抑制比(CMRR, Common Mode Rejection Ratio),保证对共模信号的抑制以及抗干扰能力,且在单电源工作的条件下,有很高的电源纹波抑制比(PSRR, Power Supply Rejection Ratio),减少系统噪声对放大器的影响。 4.使用新颖的反馈电路和全差分放大器构成的二阶积分器整形PWM波,大幅提高输出信号的THD。 5.使用全方位的驱动保护电路,包括软启动保护(Soft Start),过流保护(OCP),过温保护(OTP),防穿通保护(shoot-through protection),欠压保护(UVLO),防误触发保护(LEB),对芯片进行全方位的保护。


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