数字音频D类放大器张勇斌修稿数字音频D类放大器摘要新的瞬态分析仿真数字D类放大器在这项研究中被提出，它显著降低仿真时间（超过10倍），并且提供了一个既准确又强大的音频性能分析。这个被称为混合模拟器的模拟器是很特别的，因为它在与先前的工作相比，在时间和精度之间表现的更好，更加完善，该模拟器能够模拟出保持最有代表性的状态暂态仿真。通过这种新的技术获得的结果与标准的瞬态仿真（ELDO）结果用测量实验比较发现，被测电路是被设计了0.13毫米CMOS技术和一个用于实现数字调制器FPGA。关键词D类放大器；PWM（脉冲宽度调制）；ELDO（一种新型仿真模拟）.1引言D类放大器被广泛用于各种工业应用，如数字信号处理提高到模拟音频转换器。尽管数字MODU的高保真荡器，该功率级和电源引入的偏差错误由于开关装置的非理想行为。这些错误减少音频性能的质量。在晶体管级模拟音频质量鉴定由作出正弦波输入的瞬态仿真信号处理后续的快速傅立叶变换（FFT）。这种方法是模拟的时候非常耗时D类放大器。另外，如果开关频率增大，仿真需要更多的处理时间保持相同的FFT分辨率。三种方法在现有技术的状态开发现介绍如下。首先，解析人的技术进行了研究，以计算H桥逆变器拓扑输出电压[1-8]的他谐波特性。然而，不包括许多小的效果。电源的Eldo模拟塔格系统不提供相同的结果，因为这些分析模型和总谐波失真加噪声（THD+N）取决于许多因素。这些模型在理解上的音频性能的寄生效应重新有用的，但并不足够精确的高端D类音频特性。第二,一些作者提出一个方法来模拟通过使用最小放大器传输特性仿真时间,然后得到的THD+N结果。然而,这种方法不够准确当计算+N极低,动态范围信噪比(信噪比),低于0.001%(2100分贝)。事实上,他们的结论中提到的很多忽略非线性的影响,这可以占主导地位在较低的水平。第三，稳态分析方法不能用因为他们无法提供足够准确的结果音频性能分析。在本文中，D类暂态仿真的新方法被分析，以减少模拟时间，但有较高的水平精度比以前的工作。建议模拟器基于雅都模拟，同时保持设计工具包模型的准确性。所有非理想的行为，如开关功率晶体管，电源的内部电阻或非理想的低通滤波器可以被包括在内。这种“混合动力仿真“的方法，但是，失败，用D闭环类放大器的工作，虽然评估直白的线性度时，该方法能仍然是有用的路径和测试输出功率的线性时阶段。重要的是要指出的是重要的，但是，尽管不能够以一个闭环工作，开环数字D类实际上是更广泛的用于工业应用。2仿真原理2.1数字D类数字开环D类放大器中示出的PWM三元模式在图1所示。1.数字输入信号V（n）的于移动电话或MP3的基带解码器。使用调制器和PWM调制，该数字调制器变换（N）转换为差分信号Vp（n）-Vm（n）。模拟部分是由栅极驱动器，功率级和外部输出滤波器。该栅极驱动器设计用于驱动晶体管栅极和避免功率级交叉传导。其功率级由四个功率MOS晶体管，并且负载连接到通过模拟低通滤波器的全桥。这是极为重要的是，该音频链实现高音质的再现。在直接的任何错误路径被补偿，因为它是一个开环拓扑。设计需要照顾很多实用的设计参数这种影响音频质量，特别是总谐波失真和噪声。功率级参数（死区时间，电力供应电阻，体二极管导通，并上升和下降时间），电源符合不足，时钟抖动和非线性外部输出滤波器是显著贡献者失真和噪声输出。功率级的设计因此非常平衡和控制这些影响的复杂的任务，参数。设计师需要做很多模拟，找到最佳折衷在功能上的规格。该提出的方法的计算时间减少到快速找到最佳。2.2标准的Eldo模拟标准的音频性能表征涉及正弦波输入信号与瞬态仿真足够的时间周期，T，避免了频谱泄漏由于有限的测量时间。输入信号是模拟在一定数量的信号周期，以限制这泄漏（信号具有不连续处的底测时间）。例如，我们通常采取4毫秒模拟时间为1kHz输入正弦波。当脉冲宽度调制（PWM）频率等于1兆赫，标准模拟处理4096PWM期。建议模拟器使用两种效应来降低仿真时间，而这些都在下面的描述段落模拟和重复的颗粒效果模拟状态。图1数字D类放大器2.3颗粒效果鉴于D类放大器的开关性质，标准瞬态仿真可分为若干较小的瞬态仿真。该第一效果被称为粒状效果...