基于PWM的D类音频功率放大器设计

提出了基于脉冲宽度调制（PWM）的音频功率放大器,利用较新颖的反馈结构改善了总谐波失真及噪音（THD＋N）与电源抑制比（PSRR）。该电路工作电源电压2．4V-5V,电路闭环增益可以实现6dB,12dB,18dB,24dB变化。采用CSMC05CMOS工艺设计,实现了高效率,低功耗,高保真。     

移动设备应用低THD+N高PSRRD类功率放大器

介绍了一款可直接由锂电池供电,基于移动全集成CMOSD类功率放大器,该放大器采用非直接反馈结构,通过在反馈环路植入二阶反馈系统,减小高频分量以及消除来自D类放大器输出端的共模干扰,同时高环路增益可获得高电源抑制比以及低THD+N;为节省PCB空间、减少系统成本、提高系统效率,放大器采用全差分"三态"调制技术以实现无滤波器应用。该放大器采用0.35μm数字工艺技术,在电源电压V_(DD)=3.6V、负载电阻为8Ω条件下,输出功率为400mW,THD+N可达0.025%;电源抑制比在217Hz处为78dB;放大器可工作于电源电压范围为2.5~4.2V;放大器芯片面积为0.85mm~2。     

大功率低THD+N的D类音频功率放大器

为了减小D类放大器,尤其是大功率D类音频放大器的总谐波失真加噪声(THD+N),提出了二阶双反馈闭环结构,有效改善了失真、电源抑制和信噪比等主要性能;通过引入前馈结构,改善了输入信号动态范围.基于CSMC 0.5 μm BCD工艺,采用该结构实现的双声道2×10 W D类音频功率放大器采用全差分结构和全桥输出,THD+N低至0.05%,PSRR可达82 dB @1 kHz,效率高于90%.     

用于数字D类音频功放的伪自然采样算法综述

伪自然采样方法是对数字D类音频功放中均匀采样脉冲宽度调制（Uniform-sampling Pulse Width Modulation,UPWM）失真校正的主流方法。近年来,如何使伪自然采样算法在校正谐波失真的同时降低算法的计算复杂度成为研究重点。首先介绍了伪自然采样方法的谐波失真校正原理,然后从UPWM面临的问题出发分别描述和分析了近年来涌现的各种伪自然采样算法的原理及其存在的问题,最后从谐波失真校正效果和计算复杂度方面比较和综合评价了不同伪自然采样算法,并展望了伪自然采样算法未来需要进一步研究的方向。     

D类音频功放的自动增益控制系统

设计实现了一种用于D类音频功率放大器中的自动增益控制系统,通过自动调整D类功放的增益,增大了D类音频功放的输入信号范围,避免了削波失真,使得D类音频功放能够在较宽信号输入范围内保持良好的总谐波失真(THD),且不影响输出功率.该集成了自动增益控制系统的2.5 W单声道D类音频功放已经采用0.5 μm CMOS工艺实现.测试表明,在电源电压5 V、功放增益18 dB、负载4 Q的条件下,访D类音频功放能够在0～2.3 Vrms的信号输入范围内保持总谐波失真加噪声(THD+N)<2%,最大输出功率2.1 W.     

立体声D类音频功放MAX4297

MAX4297是一种立体声D类音频功率放大器。该放大器的特点:工作电压单电源2.7~5.5V;在5V供电时,每通道输出功率可达2W,在3V供电时每通道输出功率可达0.7W;在3V供电、负载阻抗RL=32Ω、输出功率在0.2W时,效率高达90%;总谐波失真加噪声(THD N)在输出功率0.2W、负载阻抗32Ω、工作电压为5V、开关频率为125kHz时为0.3%;PWM频率可选择(125kHz到1MHz分4种);有节电关闭模式,在关闭或重新启动时无“咔哒”声;内部有1A电流限制电路及过热(145℃)保护电路;有电源低压锁存保护(低于2.2V);24管脚SSOP封装;工作温度范围-40~85℃。该功放应用…     

D类音频功率放大器

D类功放是基于脉冲宽度调制技术的开关放大器，包括脉冲宽度调制器（几百千赫兹开关频率）、功率桥电路、低通滤波器。这种类型的功放已经展示出很好的性能，要想设计出并实现电源效率高于90％，THD低于0．01％．低电磁噪音的D类功率放大器，基至包括能将高保真音质技术引入的D类放大器，其首要的问题是掌握与D类音频功放设计有关的基础技术与原理。     

D类音频功放

D类音频功率放大器的效率比B类、AB类高得多，可达85％左右，现已开发出无需输出滤波器的器件，使电路更为简单。这些特点使之更适用于由电池供电的便携式应用。近年来，这种原用于大功率的D类放大器逐步应用到小功率的便携式产品中。它们的特点是工作电压低、输出功率小、功耗小、器件封装小。本文介绍一组适用于便携式应用的D类音频功率放大器。     

高质量AB类音频放大器

NCP2991是AB类音频放大器，具有103dB的电源抑制比（PSSR），消除了电池电源电压波动可能产生的任何噪声。此外，这器件还确保启动和关闭时提供零“爆音（Pop）”和“嘀哒（Click）”声，适用于所有输入配置。这器件极低的（0．015％）典型总谐波失真（THD）进一步确保提供高保真音频输出。NCP2991的启动时间可在15～20ms之间选择。由于启动时间极快，NCP2991能够在未使用时保持关闭模式。因此，在大多数时间里，NCP2991仅消耗20nA电流。     

一种高效单相电源Ⅰ类线性音频功放的设计

采用SMIC0.18μm3.3V CMOS工艺,实现了单相电源Ⅰ类线性音频功放的设计。为了提高AB类功放的效率,设计了一种新型结构的Ⅰ类线性音频功放,并理论推导了它的效率。Ⅰ类音频放大器中的电源转换器能根据输入音频信号连续调节AB类功放的功率电源电压以减小功率管上的压降。为了使单相电源下PMOS和NMOS功率管功耗同时得到优化,设计了增益变化的信号处理电路。输出级采用桥式结构,并由三级运放构成以提高线性度。测试结果表明,该功放向8Ω阻性负载提供功率在小于270mW范围内时,总谐波失真与噪声之和小于0.45%,最大效率达到70%;功率在100mW范围内时,效率比AB类提高了一倍,且测试效率曲线与理论推导吻合。     

具有温控保护的低谐波失真AB类音频功放

设计了一款应用于电视机、PC音响等系统的AB类四通道音频功率放大器.实现最低谐波失真为0.148%.同时提出了一种新型BE结负温反馈温度监控保护电路.在电路中设置温度传感器,当芯片温度高于150℃或局部温度高于180℃时,关断功率输出级2.8ms.使用先进3μm高压双极型工艺进行版图设计并成功流片.对芯片实测显示,此功放可提供1～50W的功率输出,输出效率达到35%,总谐波失真小于1%.     

一种适用于D类音频功放的全差分运算放大器

介绍了一种应用于超低EMI无滤波D类音频功放的全差分运算放大器结构,可构成积分器,起滤除高次谐波的作用。该运算放大器采用两级结构来获得高增益,第一级为折叠共源共栅,偏置电路采用反馈结构,给整个运算放大器提供偏置电流,从而提高电路的电源抑制比;采用伪AB类输出级提高运放的瞬态响应,稳定运放输出。仿真结果表明,该电路具有良好的性能:增益为113dB,相位裕度为67°;单位增益带宽为1.9MHz,共模抑制比为160dB,电源抑制比为82.7dB;共模反馈环路增益为120dB,相位裕度为62°。     

一种应用于D类音频放大器的CMOS振荡器的设计

文中介绍了一种应用于低D类音频功放的CMOS振荡器结构设计,用于对音频信号的调制。振荡器采用内部正反馈的迟滞比较器设计,大大降低了电源电压和环境温度对CMOS振荡器振荡频率的影响。理论分析及仿真结果表明,此CMOS振荡器具有较高的频率稳定性。     

A 0.02% THD and 80 dB PSRR filterless class D amplifier with direct lithium battery hookup in mobile application

This paper presents a fully integrated CMOS filterless class D amplifier that can directly hook up lithium battery in mobile application The proposed amplifier embodies a 2-order feedback path architecture instead of direct feedback of output to input of the integrator to decrease the high frequency intermodulation distortion associated with direct feedback and eliminate the integrator input common mode disturbance from the output in ternary modulation. The prototype class D amplifier realized in 0.35μm digital technology achieves a THD+N of 0.02% when delivering 400 mW to an 8Ω load from V_DD=3.6 V. The PSRR of the prototype class D amplifier is 80 dB at 217 Hz. Furthermore a filterless method that can eliminate the external LC filter is employed which offers great advantages of saving PCB space and lowering system cost. In addition the prototype class D amplifier can operate in large voltage range with V_DD range from 2.5 to 4.2 V in mobile application. The total area of the amplifier is 1.7 mm².     

PWM型D类音频功率放大器的设计

D类音频功放具有高效、节能、小型化的优点,广泛应用于便携式产品、家庭AV设备及汽车音响等多个领域。文章设计了一款工作于5V电源电压并采用PWM来实现的D类音频功率放大器,整个系统包含了输入放大级、误差放大器、比较器、内部振荡电路、驱动电路、全桥开关电路及基准电路。通过引入反馈技术来减小系统的THD指数,采用双路反宽调制...     

2.5W低噪声CMOSD类音频功放设计

提出了一种基于0.5μm5VCMOS工艺的低噪声PWM调制D类音频功率放大器。该放大器在5V电源电压下以全桥方式可以驱动4Ω负载输出2.5W功率;转换效率等于87%,信噪比达94dB(负载8Ω,输出功率1W);THD+N仅0.05%(负载4Ω,输出功率1W);PSRR为68dB(频率1kHz)。分析了整体电路结构及其线性化模型,并着重介绍了高性能前置斩波稳定运算放大器(开环增益117dB,等效输入噪声16μV.Hz-1/2),线性三角波振荡电路(斜率偏差仅±0.2%)和功率器件、驱动电路的设计。最后给出了D类放大器的测试结果。     

便携电子设备中音频功放的发展

目前应用于便携设备中的音频功率放大器,主要分为AB类和D类两种,它们的主要区别就是放大器分别工作在线性区和非线性区。AB类功放性能好,成本低,但效率不高,因此主要应用在小功率输出场合。而D类功放由于工作在开关状态,可以获得很高的效率,特别适合大功率大音量输出的场合,但D类功放应用中也伴随着EMI干扰的问题。随着技术的发展及绿色节能的要求,D类放大器将获得更多的应用。     

基于D类功放的宽范围可调电源的设计

结合PWM电源的原理对D类功放的工作原理进行了分析，提出了在D类功放基础上构建PWM正负可调电源的方法，并在成品D类功放器件基础上实现经济实用的电源进行了成功的尝试。