一种高效率 PWM CMOS D类音频功率放大器

基于反馈系统的闭环结构,采用全差分前置放大和全差分反馈结构,提出了一种高效率PWM CMOS D类音频功率放大器,并采用一种具有滞回结构Rail-to-Rail比较器作为PWM比较器,以保证良好的噪声性能。整个电路基于CSMC 0.5μm CMOS工艺进行实现,最大转换效率达到90％,电源电压范围为2.5-5.5V,1kHz下的THD+N小于0.20％,电源抑制比为-75dB,空载消耗电流为2.8mA,待机电流为0.5μA,有效芯片面积为1.47mm*1.52mm,最大功率可以达到2.5W,能应用于各种高效率中小功率音频放大系统。     

D类音频功率放大器的设计与仿真

给出了一种工作在开关状态的D类音频功率放大器的设计方法,该方法通过采用先进的电路结构．可使得设计的D类音频功率放大器达到高效率、低失真、大功率且总体增益可调的性能指标。     

一种应用于PWM D类音频功率放大器的CMOS Rail-to-Rail比较器

提出了一种应用于CMOS D类音频功率放大器的Rail-to-Rail PWM比较器,其输入级为Rail-to-Rail结构,输出级为AB类输出。基于CSMC 0.5μm CMOS工艺的BSIM3V3 Spice模型,采用Hspice对PWM比较器的特性进行了仿真,典型模型下的直流开环增益为50dB,电源抑制比为52dB,ICMR为0.04V~4.98V,传输时延为24.5ns,版图有效面积为210×75μm2。由于PWM比较器的良好性能参数,所以其不仅适用于D类音频功率放大器,也能应用于各类低频数据转换电路。     

2.45 GHz全集成CMOS功率放大器设计

在一个RF收发机系统中,功率放大器的集成问题一直是难点之一.首先简要介绍开关模式功率放大器及其提高效率的理论基础,然后采用0.18 μm CMOS工艺给出了工作在2.45 GHz的全集成单片功率放大器的设计,并采用ADS仿真软件验证了设计的正确性.     

D类音频功率放大器的全桥PWM改进方案与实现

论述了音频D类功率放大器的全桥PWM改进方案,并用模拟与数字的方法实现。利用这种方法实现的D类功率放大器具有高效率高性能的特点,并能降低滤波器性能的要求。     

3W无滤波D类音频功率放大器设计

设计了一种免滤波的双通道D类音频功率放大器,该功率放大器采用双边对称三角波作为载波的PWM调制方式,有效降低功放的总谐波失真度。测试结果表明:当电源电压为5V、负载为4Ω、输入1kHz的正弦波信号、额定输出功率为3W时,总谐波失真(Total harmonic distortion,THD)为10%,输出功率为1W时总谐波失真+噪声(Total harmonic distortion+Noise,THD+N)仅为0.15%,效率高达85%。电路采用无滤波器结构,可以直接驱动扬声器,具有高效率、低静态电流与较强的抗电源干扰EMI的特点。     

D类音频功率放大器

D类音频功率放大器也称开关型音频功率放大器。这是因为功率MOSFET工作于开关状态,所以它损耗小、效率高。一般A类(甲类)功放的效率小于50%,而D类功放的效率可达75%~90%。过去,这种D类功放应用在输出大功率的场合(几十至上百瓦),近年来发展到便携式电子产品中。如笔记本电脑、PDA、便携式音频装置等(输出单声或立体声,最大输出功率0.5~2W)。这是因为它效率高,可以延长电池的寿命或延长两次充电之间的时间间隔。结构框图及工作原理D类功放的的结构框图如图1所示。它由前置放大器、锯齿波发生器、PWM控制器、H型桥式放大器(功放级)、…     

改进创新的音频功率放大器保护电路

对于音频功放的生产厂家来说,功放的可靠性设计应该是非常重要的,尤其是专业场合使用的舞台功放。即使是将音质放在第一位的Hi—Fi功放,其保护电路的设计也不容忽视,因为好的产品质量是企业品牌生命力长久的一个保证。     

一种24 GHz CMOS功率放大器设计

基于130 nm互补金属氧化物半导体(CMOS)工艺,设计了一种高增益和高输出功率的24 GHz功率放大器。通过片上变压器耦合实现阻抗匹配和功率合成,有效改善放大器的匹配特性和提高输出功率。放大器电路仿真结果表明,在1.5 V供电电压下,功率增益为27.2 dB,输入输出端回波损耗均大于10 dB,输出功率1 dB压缩点13.2 dBm,饱和输出功率17.2 dBm,峰值功率附加效率13.5%。     

音频功率放大器的CMOS电路设计

完成了一种桥式连接音频功率放大器的仿真和设计。该音频功率放大器的主体为桥式连接的两个运算放大器,使用尽可能小的外部组件提供高质量的输出功率,不需要输出耦合电容、 自举电容和缓冲网络。应用Cadence的Spectre模拟仿真工具进行电路仿真,得到其电路指标如频响特性、电源电压抑制比、总谐波失真等均达到要求。该音频功率放大器具有良好的市场应用前景。     

一种用于数字功放的低功耗宽输入电压比较器

设计了一种适用于数字功率放大器应用的全差分低功耗宽输入CMOS电压比较器.采用TSMC 0.18μm/3.3V CMOS工艺模型,用Cadence软件进行模拟仿真,比较器低频增益81.2dB,输入共模电压范围1.4~3.3V,整个电路的静态功耗仅248.6μW.运用该结构的比较器具有较低的失调电压,大幅度提高了比较器的精度;较宽的输入共模电压范围及低功耗,可用于数字功放等高性能模拟IP模块的设计.     

声频功率放大器的音源选择电路

介绍声频功率放大器的书籍很多,大多数是介绍它的放大部份,对音源选择电路很少提及。这里介绍几种常见的音源选择电路,如轻触式电子开关式音源选择电路、用继电器组成的音源选择电路等,供大家参考。     

一种高效2.1声道D类音频功放设计

基于CSMC 0.5μm DPDM CMOS工艺,实现了一种具有2.1声道的D类音频功率放大器的设计,该功放由一个全桥差分输出结构的重低音功率放大器和两个半桥单端输出结构的立体声功率放大器构成。详细介绍了2.1声道D类音频功放的整体结构、前置运算放大器和轨至轨比较器的电路设计。仿真和测试结果表明:在电源电压5 V,该功放可向3Ω负载电阻提供2.5 W+0.6 W×2的输出功率;在电源电压3～6 V范围内,最大转换效率可达90%以上;重低音通道的总谐波失真与噪声之和小于0.7%,立体声通道的总谐波失真与噪声之和小于1%。     

防破音D类音频功放的设计与应用

随着多媒体便携设备的普及,音频功放已经成为音频部分的标准配置,D类功放以其高品质高效的特点得到了越来越广泛的应用。在便携产品中,音频功放由于输入音乐信号过大或者电源电压过低,会产生削顶失真。采用防破音技术,可以通过自动增益调节技术来提供一个完美的解决方案。文章介绍了常见的防破音技术,提出了一种改进的AGC(自动增益控制)技术在D类功放中的设计与应用。改进的AGC技术通过对PWM输出的采样来判断失真程度,依据失真程度用防破音电路产生的PWM波形来自动调节运放增益,实现最大功率的无失真输出。     

应用于无滤波器D类放大器的改进PWM调制方案

D类放大器的高效特性,使其成为便携式和大功率应用的理想选择。传统的D类放大器需戋一个外部低通滤波器,以从脉宽调制信号（PWM）输出波形中提取音频信号。文章阐述了一种应用于无滤波器D类放大器的改进PWM调制方案,分析了其工作原理、优缺点和引起失真的主要原因。利用这种方法实现的D类功率放大器具有高效率高性能的特点,省掉外部滤波器不仅降低了电路板的空间要求,同时也大幅降低了很多便携式应用的成本。     

A high efficiency PWM CMOS class-D audio power amplifier

Based on the difference close-loop feedback technique and the difference pre-amp, a high efficiency PWM CMOS class-D audio power amplifier is proposed. A rail-to-rail PWM comparator with window function has been embedded in the class-D audio power amplifier. Design results based on the CSMC 0.5 μm CMOS process show that the max efficiency is 90%, the PSRR is -75 dB, the power supply voltage range is 2.5-5.5 V, the THD+N in 1 kHz input frequency is less than 0.20%, the quiescent current in no load is 2.8 mA, and the shutdown current is 0.5 μA. The active area of the class-D audio power amplifier is about 1.47 × 1.52 mm2. With the good performance, the class-D audio power amplifier can be applied to several audio power systems.     

基于PWM和Sigma-Delta调制的数字音频功率放大器的实现

介绍了一种新型的功率放大器,通过Sigma-Delta调制和PWM(脉宽调制)技术,将音频数字信号转换成PWM信号,经外接的模拟低通滤波器还原出原始的音频信号.该功率放大器在保持高品质声音的同时能够极大地提高电源的使用效率.分析了信号处理过程中非线性误差产生原因,提出了相应的纠正措施,还介绍了PWM和高阶Sigma-Delta调制器的设计及实现方法.