单通道无削波D类音频功放的设计与开发

摘要

目前，在中国的手机市场上，随着智能手机的高速发展，在这些手机中，用于音乐播放的手机扬声器已经是一个标准配置了，可以说现在大部分的手机都是音乐手机。随着音乐手机不断发展，用户对音乐播放的要求越来越高，期待大音量、高音质的听觉感受。而拥有无削波(Non-Clip)技术的D类音频功率放大器，在音乐大音量播放时，可防止因音频过载而出现的破音失真，为用户带来舒适的音质体验。同时无削波(Non-Clip)技术有效地保护扬声器不会因为输出过载而被永久性损坏。作为一款D类音频功率放大器，高达90％的效率延长了手机等便携式设备的电池使用时间，同时降低了系统热管理成本。
　　本论文的第一部分主要是介绍了D类音频功率放大器的发展趋势和技术现状，第二部分详细介绍了D类功放的组成部分和工作原理，通过和AB类功放的对比说明D类的优势和前景，第三部分通过详细分析一颗单通道无削波的D类音频功率放大器的性能指标、设计过程、实现方式来分析D类音频功放的设计思路和着重点，并针对ETK145电路的指标，对电路内部的逻辑设计做了详细的分析。ETK145采用0.5um双多晶三层铝的混合信号工艺设计，稳定的工艺参数要求确保了电路的性能指标得以实现，在5V的工作条件下，可以实现信号的高保真放大，驱动效率超过90％，总谐波失真低于0.1％。
　　本论文不仅从理论上描述了D类的设计方法，还将理论方法应用于实际的电路设计，更具有实际的意义。本文介绍了一款单通无削波的D类音频功率放大器的设计开发过程，对于该集成电路从线路设计、仿真，版图设计，到芯片的加工工艺参数，到最后该电路的应用分析、测试等产品开发的全过程进行了介绍。

目录

声明

摘要

第一章 绪论

1．1 课题研究的背景

1．2 国内外研究现状

1．3 论文组织

第二章 D类音频功放的理论基础

2．1 音频功放的分类

2．1．1 A类功放

2．1．2 B类功放

2．1．3 AB类功放

2．1．4 D类功放

2．2 D类放大器的工作原理和框图

2．3 D类放大器的PWM设计

2．4 D类放大器的输出级设计

2．5 D类放大器的失真度和死区

2．6 D类放大器的频率响应和电磁干扰

2．7 无削波功能简介

2．8 小结

第三章 ETK145电路的设计

3．1 ETK145的设计特点和参数指标

3．1．1 ETK145概述

3．1．2 ETK145的主要特点

3．1．3 ETK145的封装、引脚和说明

3．1．4 ETK145的参数列表

3．2 ETK145各功能模块的描述

3．2．1 前置运放

3．2．2 三角波发生电路

3．2．3 积分器及PWM调制电路

3．2．4 无削波控制电路

3．2．5 缓和冲击(Pop-less)的设计

3．2．6 带隙基准源的设计

3．2．7 过温保护

3．2．8 过流保护

3．3 工艺与版图设计

3．3．1 工艺设计

3．3．2 版图设计

3．4 本章小结

第四章 ETK145的应用

4．1 ETK145的典型应用线路图

4．2 ETK145的PCB版的布局

4．3 ETK145的测试

第五章 结论与展望

5．1 结论

5．2 展望

致谢

参考文献

附录