音频功率放大器是功率集成电路中的一个重要组成部分,并且广泛应用于消费类电子产品中。我国是全球最大的消费类电子商品市场和生产基地,音频功放的需求日益增加,因此研究音频功率放大器具有非常重要的意义。传统的模拟音频功率放大器虽然具有很高的保真度,但是却存在功耗高、效率低等致命缺点。随着集成电路技术的发展,移动电话、数字媒体技术、平面电视、便携式数字产品等对音频功放提出了体积小,效率高的要求。数字D类音频功放凭借其高效率、低功耗的特点正逐渐取代传统的模拟音频功率放大器。本文设计的数字D类音频功放芯片通过引入通信领域的Σ-Δ调制技术,使D类功放可以不需要经过D/A转换就可以直接放大数字音源。论文首先对模拟功率放大器和数字功率放大器的进行了比较分析,并详细阐述了各种运放的工作原理,指出了数字功放相对于模拟功放的优势所在;紧接着研究了Σ-Δ调制技术,对Σ-Δ调制技术中所采用的关键技术进行了深入的研究分析,在此基础上得出了设计稳定的Σ-Δ调制系统的条件,从而设计出适用于数字功放的Σ-Δ调制器系统框图;文章最后在Cadence工作平台下对系统内部具体电路进行了设计,包括运算放大器电路、积分器电路、比较器电路、滤波器电路以及基准电压电路等,并对具体电路采用Hspice软件进行仿真分析。通过最后对整体电路的总体仿真结果可知,本文所设计的Σ-Δ调制的SFDR为72dB,对应的THD小于0.05%,基于Σ-Δ调制的D类功放系统稳定,性能良好,达到了理想的性能指标。