研发低功耗、高保真AB类音频功率放大器

"该文介绍了一种针对现有音频功率放大器问题设计的低功耗、高保真AB类音频功率放大器，采用0.6μm线宽的工艺，通过BTL结构差动输出和前馈式AB类控制，实现了低噪声、低失调的性能优化。在5V供电下，静态电流降至0.2μA，电源抑制比超过80dB，总谐波失真小于1%。该设计适用于便携式电子设备，满足高保真音频需求和低功耗要求。" 本文详细阐述了一种新型的音频功率放大器设计，主要目标是解决传统音频功率放大器存在的噪声大、失调大的问题。设计采用了0.6μm互补金属氧化物半导体(CMOS)工艺，以实现低压、低失真的AB类音频功率放大器。器件利用BTL（桥式TTL）结构的差动输出设计，以简洁的架构保证高质量音频再现。 设计的核心在于采用前馈式AB类控制策略，有效控制静态电流，同时引入浮动AB类控制以减少匹配误差，从而显著提升了放大器在噪声和失调方面的性能。实验结果显示，当供电电压为5V时，放大器在关断模式下静态电流消耗仅为0.2μA，电源抑制比(PSRR)超过80dB，这意味着电源电压的变化对输出信号的影响极小，确保了音频信号的纯净。此外，总谐波失真(THD)保持在1%以内，意味着放大器能提供高度保真的音频输出。 在当前的便携式电子设备市场中，音频功率放大器的设计趋势是追求低功耗，以延长电池寿命。例如，手机、数码相机、MP3播放器和笔记本电脑等设备对音频放大器的需求日益增长。文章指出，新型的音频功率放大器需在关断模式下具有超低漏电流，同时具有高的电源抑制比和低的总谐波失真，以满足这些便携设备的高保真音频需求。 AB类放大器因其出色的线性表现、低THD、高PSRR以及无明显噪声等特点，在移动电话、个人数字助理(PDA)和MP3播放器等便携产品中广泛应用。而本文提出的新型设计通过优化AB类放大器结构，不仅提高了性能，还降低了功耗，是满足市场需求的理想方案。 电路设计部分，作者详细介绍了AB类差动音频放大器的完整结构，包括如何通过维持输出管栅极间的电压恒定来实现AB类传输函数，以及采用晶体管直耦的前馈通路来实现AB类前馈式输出。这样的设计不仅优化了性能，还简化了电路复杂性，为实际应用提供了可能。 这篇论文提供了关于低功耗、高保真音频功率放大器的创新设计思路，对于提升便携式电子设备的音频质量具有重要的理论和实践意义。