基于UPWM调制的免滤波D类音频功放的研究与设计-电子通信工程专业论文.docxVIP

附件五  上海交通大学 学位论文版权使用授权书  本学位论文作者完全了解学校有关保留、使用学位论文的规定， 同意学校保留并向国家有关部门或机构送交论文的复印件和电子 版，允许论文被查阅和借阅。本人授权上海交通大学可以将本学位 论文的全部或部分内容编入有关数据库进行检索，可以采用影印、 缩印或扫描等复制手段保存和汇编本学位论文。  本学位论文属于 必威体育官网网址口，在一一年解密后适用本授权书 。 不必威体育官网网址口。  (请在以上方框内打..; ) 学位论文作者签名: ?}!;.乙 7 向阳:如勿 日期:μ/争年/月 11 EI 日期: /j年/月 /j 日 2  基于 UPWM 调制的免滤波 D 类音频功放的研究与设计 摘 要 随着半导体技术的不断进步，各种便携式终端已俨然成为电子设备 的一种发展趋势。出色的音频功能是这些便携式终端非常重要的特征 之一。D类音频功放具有效率高、发热少、功耗低、电池使用寿命长 等优点，这些特点既符合当前消费性影音设备的严苛要求，又顺应未 来潮流的发展。随着电磁干扰以及免滤波问题的解决，D类音频功放 已逐步取代传统的AB类音频功放占据市场主流地位。 本文设计了一种基于改进型PWM调制的免滤波D类音频功率放大 器。这种创新的结构基于归一化脉冲宽度调制技术，通过对全差分运 算放大器的输出信号进行合理地采样与保持，同时采用迟滞比较和反 馈回路控制技术，很好地解决了传统脉宽调制方法中对于互调失真抑 制能力较差的问题。 本文详细介绍了音频功率放大器的基本分类和工作原理，简要分析 了各类常用的免滤波结构，重点研究了脉宽调制的频域特性以及各种 优化技术。在综合考虑了电路的复杂度与性能后，对各个子模块进行 了设计和仿真。这些子模块包括基准电路、全差分运算放大电路、振 荡电路、调制电路、功率输出级电路、过流保护电路以及过温保护电 路。在完成子模块的设计与仿真后进行了系统的搭建，对系统的重要 性能参数进行了仿真。最后，给出了版图设计的总体布局与设计建议。 第 I 页 本设计采用cadence的spectre仿真器，使用华虹NEC BCD350工艺对 电路进行了仿真验证。5V工作电压下，负载8Ω时：输出功率为1.7W； 电源效率89%；总谐波失真小于0.21%，测试结果基本满足设计指标。 关键词： 免滤波、归一化脉宽调制、互调失真、D类音频功放 第 II 页  DESIGN OF A FILTERLESS CLASS D AUDIO AMPLIFIER BASED ON UPWM ABSTRACT With the development of semiconductor technology, all kinds of portable terminal has become a trend of electronic equipment. Excellent audio performance is one of the most important characteristics of these portable terminals. Class D audio amplifier possesses the advantages with high efficiency, less heat, low power consumption, long battery life which meet the rigorous requirements of the current consumer audio-visual equipment, and also follow the future trend. With the solvement of electromagnetic interference and filterless, class D audio amplifier has been gradually replacing the traditional ClassAB audio amplifier and taking the market-mainstream position. An improved filterless class D audio amplifier in 0.35 ?m BCD  technology is introduced in this paper. This new architeture base on uniform pulsewidth modulation thenology. It attenuates most of the intermodulation distortion by sa