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基于pwm调制方式的便携式无滤波d类音频功放的设计

更新时间：2020-05-17 10:03:37 大小：14M 上传用户：sun2152查看TA发布的资源 标签：pwm 下载积分：2分 评价赚积分 （如何评价?） 打赏 收藏 评论(0) 举报

资料介绍

在便携式电子产品领域，Class D音频功放凭借其高效率和高音质逐渐替代Class AB音频功放成为主流。日前Class D的研究热点就在于保持其效率优势的同时降低成本、提高音质以及抗EMI特性，本文就对以上几点展开讨论。

本文设计了一种应用丁便携式电子产品中的PWM调制无滤波Class D音频功放。通过对采样信号，及输出信号的频谱分析，确定系统采用的PWM采样调制方式，进而确定系统整体结构。分别设计开环与闭环结构，分析比较两结构的THD值，效率及静态电流等性能，显示出闭环结构的先进性。

从系统稳定性、PSRR，SNR，THD值要求等方面，对刚环系统进行设计。首先建立系统线性模型，推导山各模块电路传递函数及系统环路增益、PSRR和THD的老达式。保证系统稳定性前提下，折衷THD，PSRR和SNR性能要求，确定系统主要模块性能指标。最后进行Matlab验证。

通过系统设计得到主要模块性能指标，进行具体电路的设计。重点设计基准偏置电路、前置放大器、PWM调制器、输出功率级及各保护电路。

分析Class D音频功放EMI的产生机制，采用三电平调制、扩频技术和Deglitch Logic电路达到抑制系统EMI的效果。设计调频振荡器和Deglich Logic电路，运用Cadence软件对采用扩频技术的开环Class D系统仿真验证，证明在THD性能要求范围内，EMI得到了较好的抑制。

采用CSMC 0.5um T.艺，运用Cadence和Hspice软件，对系统进行仿真验证。系统在82负载下最人输出功率为1.2W；开环系统最高效率可达91%，而闭环系统的最高效率可达93%；电源电压5V.82负载、1W输出功率、1KHz输入信号频率下，开环THD值达到0.18%，而闭环系统达到0.13%.

通过其他条件下的仿真，证明了闭环系统在效率和THD性能上较开环系统均有所改善。但由于电路复杂性，闭环系统静态电流较大。

以版倒的高度匹配性为原则，设计开环Class D电路版图，同时设计了PAD和ESD静电保护电路版图，通过了DRC和LVS验证.

本文主要创新点：设计调频振荡器和Deglitch Logic电路，在保证系统基本性能的前提下，达到抑制系统EMI的效果.


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