5V PWM型D类音频功放设计：高效与高保真兼顾

本文主要探讨了PWM型D类音频功率放大器的设计，这是一种高效的开关功率放大器，工作在5V电源电压下，利用脉宽调制技术来实现音频信号的放大。设计的核心目标包括保持高保真度、提升能量转换效率以及减小设备体积，使之适用于音频系统。 系统设计的关键部分包括输入放大级、误差放大器、比较器、内部振荡电路、驱动电路、全桥开关电路以及基准电路。输入放大级采用运算放大器OTA的闭环结构，确保信号的准确放大。误差放大器由OTA和电容Cs组成，负责处理音频输入信号的误差，通过调制三角波载波信号VT，生成脉冲信号"out1"和"out2"以驱动扬声器。 系统采用了双边自然采样技术，这种方案的优势在于能减少输出音频信号的失真，并且通过去除低通滤波器的需要，优化了放大器的性能。系统中有两个反馈环路，一个用于设置增益，另一个用于减小总谐波失真（THD），确保音频质量。 开环D类音频功率放大器的模型展示了放大器的基本工作原理，其中输出信号受到输入信号、电容充放电电流以及各种电阻的影响。为了保证闭环性能，这些组件必须具有良好的线性度和匹配性。 这篇文章详细介绍了D类音频功率放大器如何通过PWM技术来高效地转换音频信号，同时通过精心设计的电路结构和反馈机制，致力于减小失真、提高效率和优化用户体验。这对于音频设备制造商来说，是一项具有实用价值的技术研究。