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无滤波2.5W D类音频功率放大器设计

胡养聪  
【摘要】: 本文基于D类功率放大器的工作原理,对系统的电源抑制比(PSRR)、总谐波失真(THD)和效率等性能参数进行了分析;根据系统设计与指标要求,采用一种单环反馈自然采样脉冲宽度调制(PWM)的设计架构,完成了包括电压基准源、前置放大器、三角波产生电路、自动功率压缩电路、输出级驱动电路的主要模块设计,实现了一款无滤波2.5W的D类音频功率放大器芯片。 在某代工厂0.35um单晶四金属(1P4M)BCD工艺下,利用Cadence软件对整体电路进行了性能参数的仿真和功能验证,结果表明:在VCC=5V电压下,输出功率2.5W(负载4 ?,THD=10%),效率可达87.5%,低频电源抑制比为-105dB,系统失调低于38uV,静态电流低于3.6mA,达到了预期性能。在此基础上完成了芯片版图设计。 该芯片采用了多项优化措施,如负反馈、自动功率压缩技术(APC)、栅极斜率控制技术,劈啪声(Click-Pop)抑制技术等,同时采用先进的PWM技术,实现了无滤波输出,且具有高线性、低电磁干扰(EMI)特性的D类放大器,节省了系统面积和成本,提高市场竞争力。


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