● 摘要
D类音频放大器以其效率高、散热少的优势已普遍应用于便携式电子产品，而其使用的外部滤波器却限制了产品趋于小型化和轻型化的发展空间。因此，D类音频放大器未来的发展趋势将会是免滤波器设计。然而，由此带来的问题在于免滤波器设计会在信号输出端产生大量的电磁干扰，从而影响到周边电路的工作。本文针对免滤波器D类音频放大器设计中的电磁干扰问题，提出了应用于D类音频放大器的混沌扩频调制电路。电路中设计了新型的混沌序列生成器，并利用频闪映射方法建立了电路的混沌模型。根据混沌理论模型，本文还分析和讨论了混沌电路系统的鲁棒性参数设计，从而极大改善了电磁干扰问题。新型电路在保留了D类音频放大器传统结构的基础上，采用了全新的混沌扩频三角波生成器，即以频率混沌变化的三角波替代了传统D类音频放大器中作为脉冲宽度调制载波的固定频率三角波。论文基于混沌扩频的特点和D类音频放大器的基本原理，提出了电路整体结构的方案设计，并着重阐述了混沌扩频三角波生成的过程。其次根据整体电路功能要求完成子电路的设计和仿真，主要包括混沌序列生成器和三角波频率调制电路等。最后，在整体电路的仿真中验证电磁干扰抑制的效果。论文中的D类音频放大器整体电路已采用0.35um CMOS工艺设计、验证和实现，并完成了版图设计和后仿真。仿真结果表明，使用混沌频率调制的D类音频放大器输出信号取得了15dB的电磁干扰峰值降幅。