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D类音频功率放大器的研究与设计
作 者: 徐景
导 师: 周健军;方乐章
学 校: 上海交通大学
专 业: 软件工程
关键词: D类放大器 脉宽调制 行为级模型 增益控制 非交叠 咔嗒声和砰然声
分类号: TN722.75
类 型: 硕士论文
年 份: 2007年
下 载: 78次
引 用: 0次
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内容摘要
与传统音频放大器比较,D类放大器具有低功耗、高效率的特点,使其被应用到音频领域。随着D类放大器技术的不断进步,现在的D类音频功率放大器可以使失真做得很低,保证了输出的音质,从而将逐渐成为音频功放的主流。本文中,首先分析了脉宽调制(PWM)技术及D类放大器的相关原理。阐述了占空比与输出级电源电压直接关系到最终的输出功率,同时对负反馈环路和桥接负载结构进行了研究。为了能更好的理解D类放大器,通过行为级模型对其工作原理进行了初步的分析。然后从系统角度出发,对D类放大器的各种性能指标作了分析和确定,包括效率、输出功率、温度、功放的增益及高通/低通滤波器。由于D类音频功率放大器中最主要的模块为PWM调制器,因此将用VerilogA行为级描述语言对该系统进行功能性仿真。在设计调制器的电路中,主要关注高性能运算放大器(可应用于前级放大器和积分器)、增益控制电路、比较器、非交叠逻辑电路等。对这些电路进行了详细的设计,并进行相应的仿真。最后针对音频功率放大器中的Click-and-Pop问题进行了深入的探究,从分析其产生的原因入手,进而提出相应的解决方案,并对各种主要工作模式变化时的控制信号次序进行合理的安排,然后进行了相应的仿真。本设计采用15V工艺,250KHz的开关频率,去实现输出功率为10W的D类音频功率放大器。
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全文目录
摘要 4-5 ABSTRACT 5-8 1 绪论 8-10 1.1 D 类音频功率放大器的由来 8-9 1.2 D 类放大器的应用及国内外现状 9 1.3 本人工作重点及创新点 9-10 2 D 类放大器的基本工作原理 10-17 2.1 D 类放大器的基本概念 10-15 2.2 D 类放大器工作原理的实际分析 15-17 3 系统分析与设计 17-28 3.1 效率的确定 17-18 3.2 输出功率的确定 18 3.3 温度的考虑 18-19 3.4 增益的确定 19-20 3.5 高通/低通滤波器的考虑 20-23 3.6 PWM 调制器的系统设计 23-28 4 电路设计与仿真 28-62 4.1 高性能运算放大器的设计 28-36 4.2 增益控制模块设计 36-41 4.3 滤波器的设计及仿真 41-43 4.4 比较器的设计 43-48 4.5 非交叠逻辑电路的设计 48-49 4.6 Click-and-Pop 问题的研究及解决方案 49-62 5 总结 62-63 附录1 63-67 参考文献 67-69 致谢 69-70 攻读学位期间发表的学术论文目录 70
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中图分类: > 工业技术 > 无线电电子学、电信技术 > 基本电子电路 > 放大技术、放大器 > 放大器 > 放大器:按作用分 > 功率放大器
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