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《电子科技大学》 2002年
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D类音频功率放大器设计

雷张伟  
【摘要】: 由于D类音频功率放大器与传统的模拟功放相比,具有体积小,效率高,低失真,大功率的特点所以具有广阔的发展前景。 它是本IC设计中心一直进行研究的项目,到现在为止,已经设计并制造出了三种样机,样机一是传统的D类音频功率放大器,由脉宽调制电路、驱动电路、功率输出电路、滤波电路四部分构成。样机二对样机一进行了改进,提出了新的驱动级和功率输出级结构,去掉了滤波电路。样机三可以直接与数字音频设备的输出端相接,这样,D类功放即成为了“数字功放”,对于样机三,我们已经实现了单片集成。 D类放大器包括脉宽调制器和输出级。在本文里,分析了输出级的工作原理,并且提出了新的输出级结构,它是简单且有效的。并对放大器的各个模块包括放大电路、比较器电路、三角波产生电路、驱动电路、功率输出级电路、过流保护电路、过温保护电路、欠压保护电路、电平位移电路、接口电路、检测和关断模式控制电路、接口电路等进行了设计和仿真,且达到了预先设定的指标。同时对有滤波和无滤波的D类放大器的静态电流进行了测试,论证了无滤波电路的可行性,提出了去掉滤波电路后的种种问题及相应的解决方法,包括可能变化的性能参数。在集成电路的设计部分,为了进一步提高效率,提出了新的驱动结构;为了实现大功率,即在高的电源电压下也能工作,提出了新的电平位移电路。在以上研究的基础上,我们构建了模拟D类功率放大器的总体电路并对其进行仿真。最后对于D类放大器后级版图设计中的寄生参数问题进行了分析并提出了切实可行的解决方法。 本文首先介绍了声音的基本特性、音响放大器的技术指标、放大器分类和D类放大器的工作原理,比较了AD类调制方案和BD类调制方案的特点,接着介绍了本设计中心设计的三种样机方案并作了一定的测试,最后从单片集成的角度对D类音频放大器屯路的各个模块进行了电路设计及仿真,对后级电路进行了版图设计,并完成了数字音频功放的测试工作。
【学位授予单位】:电子科技大学
【学位级别】:硕士
【学位授予年份】:2002
【分类号】:TN722

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【引证文献】
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