移动设备D类放大器的噪声抑制与饱和补偿技术详解

在现代移动设备中，D类放大器因其高效能和低功耗特性备受青睐，尤其在直接与电池连接的应用场景中。然而，无滤波D类放大器常见的pop-click噪声问题和饱和失真对其实用性构成了挑战。pop-click噪声是由于开关元件在切换过程中产生的瞬态噪声，表现为输出信号中的爆裂和咔嚓声，严重影响音质。针对这一问题，设计了一种创新的D类放大器，旨在抑制这种噪声。 设计的关键在于通过电源电压监控，实现了对前置放大器和功率级驱动电路的智能控制。通过在放大器输出与地间设置放电通道，能够有效减少噪声的产生。这种方法通过提前释放存储在电路中的电荷，减小了噪声的幅度，提高了音频信号的质量。 另一方面，对于饱和失真，设计师利用反馈环路结构的优势，对脉冲宽度调制器（PWM）输出进行了补偿。当音频输入信号过大导致放大器输出饱和时，通过调整PWM的输出，可以平衡放大器的增益，避免功率晶体管长时间处于导通状态，从而防止过热和损坏。这种补偿策略有助于保持放大器的线性性能，提升了动态范围。 本文设计的D类放大器采用了0.35微米CMOS工艺技术，即使在电源电压仅为3.6V的情况下，也能实现出色的性能。在优化后的电路中，pop-click噪声幅度显著降低至2.0毫伏，总谐波失真加噪声（THD+N）仅为0.025%，这表明设计成功地兼顾了噪声抑制和线性度。 该D类放大器的设计不仅解决了pop-click噪声抑制的问题，还通过精密的补偿电路确保了放大器的稳定性和可靠性，使得在移动设备上的音频处理更为纯净和高效。这对于提升用户体验和设备的整体性能具有重要意义。随着技术的发展，这类优化设计将继续推动D类放大器在移动设备领域的广泛应用。