数字功放作为数字化发展史上的一条重要分支,凭借其良好的抗EMI性能、稳定的工作模式以及低损耗、超高效的输出特性,极大的推动了工程技术的发展,早已被广泛应用于视音频领域、声呐探测、射频调制及测井传输系统中。然而数字功放的核心在于开关脉冲信号的调制模式上。本文在充分查阅相关文献资料的基础上,针对现有的脉冲调制模式存在精度低、抗EMI性能差等方面的不足,提出了一种将常用于D/A芯片设计领域的Sigma-Delta调制算法应用到D类功放中的全数字调制方案,使得系统可以不进行D/A变换就能直接将数字信号调制输出。研究内容如下:本文首先对功率放大器的分类及其调制技术的发展历程做了介绍。在分析数字功放基本调制模型的基础上,重点对Sigma-Delta调制进行了理论分析。然后对Sigma-Delta调制体系中影响调制系统信噪比的过采样技术及噪声整形技术进行了理论分析及数学推导。其次,分别对Sigma-Delta调制算法中采用的数字上变频结构及Sigma-Delta调制器模块的稳定性能进行了理论分析。提出了采用HB插值滤波器级联CIC插值滤波器结构的数字上变频方案,并进行参数标定。对高阶Sigma-Delta调制器的结构进行了优化处理。借助Simulink工具对所设计的Sigma-Delta调制系统进行了数学建模及可行性分析。然后,采用FPGA芯片,通过自顶向下的逻辑设计方案,使用Verilog硬件描述语言实现了数字Sigma-Delta调制系统中的每一个功能模块,并对可综合的RTL逻辑代码进行仿真、综合、布局布线及时序分析。实现了将高采样率的数字信号调制为1 bit脉冲信号输出。最后,采用H桥互补对称输出,低通滤波电路作为系统后级D类功率输出级方案。对Sigma-Delta调制系统中数字上变频模块及噪声整形模块分别进行了测试分析,并评价了调制系统的信噪比性能。验证了Sigma-Delta调制算法应用于数字D类功放系统中的可行性。