低失真開(kāi)關(guān)功率放大器調(diào)制技術(shù)研究.pdf

1、低效率的線性功率放大器已經(jīng)難以滿足新一代音頻設(shè)備對(duì)低功耗的要求，因此無(wú)論是在便攜式設(shè)備還是大功率音頻系統(tǒng)中，高效率的D類開(kāi)關(guān)功率放大器都得到了廣泛的應(yīng)用。模擬D類放大器需要額外的D/A轉(zhuǎn)換器才能應(yīng)用在現(xiàn)代數(shù)字音頻系統(tǒng)中，因此造成了系統(tǒng)功耗、噪聲及失真度的上升。與之相比能夠直接處理數(shù)字信號(hào)的數(shù)字放大器顯然更具優(yōu)勢(shì)，因此數(shù)字D類放大器成為了目前的研究熱點(diǎn)。
　　與模擬D類放大器相比，數(shù)字D類放大器由于不能實(shí)現(xiàn)低失真的自然采樣PWM(N

2、PWM)調(diào)制，因此還存在諧波失真較大的缺陷。為了解決這個(gè)問(wèn)題，人們目前普遍采用基于數(shù)學(xué)算法的偽自然采樣PWM(PNPWM)調(diào)制來(lái)對(duì)NPWM進(jìn)行近似，但是由于受到系統(tǒng)復(fù)雜度的限制，近似精度并不高，因此調(diào)制過(guò)程中依然存在較多的失真。為了進(jìn)一步提高數(shù)字D類放大器的性能，本文提出了迭代線性內(nèi)插(ILI)算法。該算法能夠以較低的代價(jià)實(shí)現(xiàn)對(duì)NPWM調(diào)制的高階近似，因此能夠有效降低數(shù)字PWM調(diào)制產(chǎn)生的諧波失真?；贗LI算法本文使用FPGA構(gòu)建了一個(gè)

3、音頻數(shù)字D類放大器調(diào)制模塊，對(duì)該模塊進(jìn)行的仿真實(shí)驗(yàn)和硬件測(cè)試結(jié)果都證明了使用ILI算法能夠?qū)崿F(xiàn)低失真的數(shù)字D類放大器。本文的主要研究?jī)?nèi)容如下：
　　1.引入迭代內(nèi)插原理。使用拉格朗日多項(xiàng)式來(lái)對(duì)原始信號(hào)包絡(luò)進(jìn)行近似是大部分PNPWM算法的基礎(chǔ)，本文在前人研究的基礎(chǔ)上，引入了使用2階拉格朗日多項(xiàng)式實(shí)現(xiàn)2N階內(nèi)插的迭代內(nèi)插原理，解決了高階內(nèi)插實(shí)現(xiàn)代價(jià)過(guò)大的問(wèn)題。
　　2.提出交點(diǎn)判斷規(guī)則。使用迭代內(nèi)插原理的關(guān)鍵步驟是對(duì)采樣鋸齒波與