适用于宽电源范围Class D的若干重要模块设计

摘要

随着mp4、平板电脑、手机等便携式移动通信多媒体设备日益小型化，以及用户对电子产品性能提出了更高的要求，市场对功率放大器的效率提出了更高的要求。此类便携式电子产品都是以电池为电源，因此要求其电池利用率高，发热低，从而延长电池的使用时间，降低电子产品的体积。
　　高效率的功率放大器不仅在便携式电子产品上有重要应用，在大功率的电子设备中也有其一席之地。因为功率越大，其效率就越重要。随着人们生活质量的提高，高保真音响设备和家庭影院逐渐进入人们的家庭，同样对音频功率放大器提出了低失真、高效率等要求。
　　A类、B类、AB类等线性功率放大器虽然线性度高，但是由于其的效率低，使得D类音频功率放大器以其低功耗、高效率的特点渐渐成为当前功率放大器研究的主流。
　　本文简单分析了各种类型功率放大器原理、应用且比较了它们的优缺点。着重介绍了D类音频功率放大器的工作原理及各组成部分的作用，在此基础上，设计一个可工作于稳压电源范围为4V至6V的PWM模块与三角波模块，这些模块可工作于全差分输入、PWM双边调制、输入电源电压在4V及以上的D类音频功率放大器。
　　本文采用0.35um BCD工艺设计电路，使用cadence仿真软件对所设计电路进行可行性验证。

目录

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摘要

第一章 绪论

1．1 论文研究背景

1．2 论文的主要工作和章节安排

第二章 音频功率放大器及BCD工艺概述

2．1 声音的基本特性

2．2 音频功率放大器的分类

2．2．1 A类(甲类)放大器

2．2．2 B类(乙类)放大器

2．2．3 AB类(甲乙类)放大器

2．2．4 C类(丙类)放大器

2．2．5 D类(丁类)放大器

2．2．6 E类放大器

2．2．7 功放小结

2．3 D类音频功放的性能指标

2．3．1 效率

2．3．2 失真度

2．3．3 信噪比

2．3．4 电源抑制比

2．4 D类音频功放的功能要求

2．5 BCD工艺简介

第三章 D类放大器的结构及原理

3．1 D类功率放大器的原理

3．2 D类功率放大器的结构

3．2．1 PWM调制器输入级

3．2．2 功率放大驱动级

3．2．3 低通滤波器输出级

3．2．4 基准电流电压源模块

3．2．5 三角波振荡电路

3．2．6 启动保护电路

3．2．7 过热过流欠压保护电路

3．3 负反馈环路的引入

第四章 PWM模块和三角波振荡器模块设计

4．1 PWM模块和三角波振荡器模块性能设计要求及功能简介

4．2 积分器模块的设计及仿真

4．2．1 放大级

4．2．2 输出级

4．2．3 共模反馈

4．2．4 运放仿真结果

4．3 比较器模块的设计及仿真

4．3．1 预放大级

4．3．2 比较级

4．3．3 输出缓冲级

4．3．4 比较器整体仿真结果

4．4 三角波振荡器模块设计与仿真

第五章 整体功能仿真结果

第六章 总结

参考文献

致谢

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