D类音频功率放大器的环路设计

D类音频功率放大器的环路设计 D 类音频功率放大器的环路设计
D 类音频功率放大器具有效率高、功耗低的优点，采用 D 类音频功率放大 器的设备能够提高电池的寿命，它特别适合应用于无线和手持通信设备，主要应 用在 PDA 、移动电话和类似的手持移动通信工具的设计和产品中。而大功率输 出的音频设备具有很大的功耗， 所以在大功率输出的音频设备中采用低功耗的 D 类音频功率放大器也是十分必要的， 特别在集成了高质量音频性能和扩展了混合 能力的同时实现了低功耗。 本文将介绍 D 类音频功率放大器的环路设计，表明这个 D 类音频功率放大 器具有效率高、功耗低、谐波失真低的特点。

如图 1 所示，这个音频功率放大器包含一个音频通道，一个振荡器、一个 基准电压电流源和一个过流保护电路。这个音频通道包含有一个控制单元，控制 单元把输入音频信号转换为脉宽调制 (PWM) 信号， 然后 PWM 信号驱动这个音频 功率放大器的开关功率级， 经过开关功率级输出的信号被重新反馈到积分器的输 入 端 ， 反 馈 环 路 用 来 改 善 音 频 功 率 放 大 器 的 电 源 抑 制 比 (PSRR) 和 总 谐 波 失 真 (THD) 。 在 输 出 端 使 用 一 个 低 通 的 二 阶 滤 波 器 来 解 调 出 音 频 信 号 和 抑 制 高 频 能 量， 在这个音频功率放大器的设计中优化了的系统设计取消了外接的低通输出滤 波器来降低系统应用成本。 保护模块主要包括过流保护， 使这个音频功率放大器在误操作和负载电阻被烧毁的 情况下能够保护音频功率放大器不被烧毁。

在振荡器的设计中，把电阻和电容全部集成到了音频功率放大器的内部，应用时就 可以使用最少的外接器件，节约了应用成本，但是这个振荡器的振荡频率相对于外接电 阻的振荡器的振荡频率来讲，其工艺偏差的影响会更大。 这个音频功率放大器的 PWM 调制方法是基于双边自然采样技