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随着电子产品智能化、便携化、小型化的应用趋势,新一代音频设备对功耗的要求越来越严苛。D类开关功率放大器与传统的线性功率放大器相比,其电源效率高,因而在大功率音频设备和便携式设备中得到广泛应用。随着信息化时代的发展和数字信号处理的能力不断增强,现代音频系统也向着数字化方向发展。传统的模拟D类功率放大器需要加入数模转换器(DAC)才能处理数字信号,导致信号噪声和失真度的增加。相比之下,数字D类功率放大器具有较低的功耗和芯片面积,并且可以直接与数字音频系统兼容,具有明显的优势。因此,数字D类功率放大器是现代音频系统中的应用趋势,也是目前研究的热点。本文致力于数字D类功率放大器中脉冲宽度调制(PWM)算法的设计与实现。首先对数字D类功率放大器现有的调制算法进行研究与分析,并在此基础之上提出一种新型、能有效降低谐波失真的?C-LAG-NR采样算法。然后在Simulink平台下建立音频功放的系统模型,对?C算法、LAG-NR等算法进行系统级仿真与优化,提高算法的有效性。接着实现基于?C-LAG-NR采样算法的硬件电路,并将Verilog代码烧写到FPGA开发板中。利用Orcad软件对功率放大电路和滤波电路的进行仿真,并完成PCB板级电路设计。最后将PCB板生产并手动焊接电路,搭建完整的测试平台,对数字D类功放电路进行实测与分析,并完成PCB电路板的调试与优化。基于Simulink平台下,对?C-LAG-NR的采样算法的系统仿真表明,当输入信号频率在0~20kHz范围内,该算法对谐波失真的校正效果明显优于其他算法。Orcad软件仿真结果表明,功率放大器的总谐波失真(THD)在1%以内,电源效率高达98.46%,满足D类功放对电源效率的要求。由于数字信号精度不够和功率输出级的非理想效应,PCB板级测试显示电路性能有一定程度的恶化,总谐波失真(THD)在20%左右,小功率范围内测试电源效率为80%左右。结合电路仿真与实测结果可知,本文所提出的?C-LAG-NR的采样算法能一定程度上优化功放电路的谐波失真并提高电源效率,该算法具有一定的先进性。