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一款双通道全差分大功率D类音频功率放大器设计

李小珍  
【摘要】: 进入21世纪以后,各种便携式的电子设备成为电子设备的一个重要的发展趋势。从作为通信工具的手机,到作为娱乐设备的MP3播放器,已经成为近乎人人具备的便携式电子设备。所有这些便携式电子设备的一个共同点,就是都有音频输出,也就是都需要有一个音频放大器;另一个特点就是它们都是由电池供电,都希望能够有较长的使用寿命。就是在这种需求的背景下,D类音频放大器被开发出来了。它的最大特点就是能够在保持最低失真的情况下得到最高的效率。 本文通过分析D类音频功率放大器的基本原理、特点及设计时需要考虑的因素,设计了一款全差分输入,PWM双边调制,桥式输出的双通道、大功率D类音频放大器。将芯片分为基准电路、前置运放和PWM比较器电路、振荡器电路、增益控制电路、软启动电路、死区控制电路、输出功率管设计电路、过流保护电路、过温保护电路等多个功能模块并分别对其进行电路设计与仿真。芯片的单通道输出功率可达12W,音量输出范围为-40dB~36dB,工作效率可达80%以上。应用于LCD监视器、LCD电视、扬声器等音频设备。 整体电路基于CSMC 0.5μm DPDM 5V~18V CMOS工艺设计,版图面积为4.5*4.5 mm 2。使用Cadence等EDA软件完成电路的设计和仿真验证。仿真结果表明,电路功能和性能指标均已达到设计要求。


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