隨著便攜式產(chǎn)品需求量不斷增加，Class D數(shù)字功放因相比Class AB線性功放更符合便攜式發(fā)展趨勢從而成為研究熱點。Class D功放的發(fā)展趨勢為保持效率優(yōu)勢的同時成本降低、音質(zhì)趨近ClassAB功放，本文就圍繞這兩點展開。

　　本文采用正向設(shè)計的方法，設(shè)計了一種應(yīng)用于便攜式產(chǎn)品中的PWM調(diào)制無濾波Class D音頻功率放大器系統(tǒng)。根據(jù)便攜式產(chǎn)品對音頻功放的要求，設(shè)定了合理的系統(tǒng)性能指標和詳細地論證了系統(tǒng)結(jié)構(gòu)的選擇。性能方面分析了效率和THD的影響因素和改進方法。結(jié)構(gòu)方面根據(jù)無濾波系統(tǒng)的性能要求選擇三電平雙邊PWM采樣調(diào)制方式。同時設(shè)計了閉環(huán)濾波式結(jié)構(gòu)和基本開環(huán)結(jié)構(gòu)，以進行性能比較，突出無濾波調(diào)制方式的先進性。

　　主要從系統(tǒng)穩(wěn)定性、THD要求和PSRR要求三個方面進行無濾波調(diào)制的系統(tǒng)設(shè)計。首先建立系統(tǒng)的線性模型，推導(dǎo)出各模塊電路的傳遞函數(shù)及系統(tǒng)環(huán)路增益和PSRR的表達式。明確了在確保系統(tǒng)穩(wěn)定的前提下折中THD和SNR的設(shè)計思路。最后進行Matlab驗證。

　　通過系統(tǒng)設(shè)計分析出關(guān)鍵模塊電路的性能指標，從而進行具體模塊電路的結(jié)構(gòu)選擇和參數(shù)設(shè)計。重點設(shè)計了功率級和一階積分器，同時設(shè)計了三角波發(fā)生器、前置放大器、比較器、偏置和模擬地產(chǎn)生電路。

　　采用CSMC 0．5ttm工藝，運用Cadence和Hspice軟件，對系統(tǒng)進行了仿真驗證。首先驗證了閉環(huán)無濾波系統(tǒng)在2．5V至5V內(nèi)可以正常地工作；8Q負載下最大輸出功率為1．2W；系統(tǒng)的轉(zhuǎn)換效率最高可達90．13％；8Q負載、O．5W輸出功率、5KHz輸入信號頻率條件下THD最低可為0．3935％；其次，從效率和THD性能指標的角度，比較了開環(huán)結(jié)構(gòu)、閉環(huán)濾波式結(jié)構(gòu)和閉環(huán)無濾波結(jié)構(gòu)。效率方面，閉環(huán)結(jié)構(gòu)優(yōu)于開環(huán)結(jié)構(gòu)；大功率時閉環(huán)濾波式系統(tǒng)和無濾波系統(tǒng)的效率一樣，小功率時閉環(huán)濾波式系統(tǒng)的效率略高于無濾波系統(tǒng)的效率。THD方面，兩個閉環(huán)結(jié)構(gòu)THD相對開環(huán)結(jié)構(gòu)均有所改善，但無濾波閉環(huán)結(jié)構(gòu)的性能優(yōu)于開環(huán)結(jié)構(gòu)。由此證明閉環(huán)無濾波結(jié)構(gòu)的先進性。

　　本文主要創(chuàng)新點：采用正向設(shè)計的方法，根據(jù)系統(tǒng)設(shè)計分析出關(guān)鍵模塊電路的性能指標。從理論上推導(dǎo)出在版圖設(shè)計上提高效率的方法。設(shè)計出無濾波式BTL功率級的電路結(jié)構(gòu)。

　　對于需求巨大的便攜式產(chǎn)品，無濾波調(diào)制Class D功放極大地節(jié)省了板級面積，降低了成本，同時滿足便攜式基本的性能要求，具有廣闊的應(yīng)用前景。

　　本章首先介紹了音頻功放的應(yīng)用領(lǐng)域和分類。根據(jù)便攜式應(yīng)用，肯定了無濾波Class D功放的研究意義；比較音頻功放兩大類Class D功放與Class AB功放的優(yōu)缺點，分析出Class D功放的現(xiàn)狀和發(fā)展趨勢。比較了Class D功放兩大類PWM功放和Σ．△功放的優(yōu)缺點。由此確定本論文系統(tǒng)的結(jié)構(gòu)和各項性能指標。最后簡要概括了本文主要工作和章節(jié)安排。