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JSSC 2009第3期Other

Output Impedance Shaping for Frequency Compensation of MOS Audio Power Amplifiers

一种用于MOS音频功率放大器的频率补偿技术,通过输出阻抗整形实现稳定性和低失真。
THD 0.005% @ (1 kHz, 10 W), SNR 110 dB(A), 稳定工作负载高达50 nF
音频功率放大器频率补偿输出阻抗多级放大器失真
创新点1:输出阻抗整形技术(方法创新) - 通过调整末级增益的退化,实现对闭环放大器输出阻抗的主动控制,确保复杂扬声器负载下的稳定性,解决了传统开环增益分析无法应对负载变化的问题。该技术使THD低至0.005%@1kHz/10W,SNR达110dB(A)。
创新点2:无寄生电容限制的频率补偿(电路创新) - 提出新型补偿电容配置方案,使功率管周围补偿电容值可小于电路寄生电容,同时不牺牲功耗或稳定性。突破了传统Miller补偿对电容大小的刚性需求,显著提升集成度。
创新点3:复杂负载适应性保障(系统创新) - 通过输出阻抗频域整形,确保放大器在容性负载高达50nF时仍保持稳定,解决了音频功率放大器驱动电抗性负载时的振荡难题,扩展了应用场景。
创新点4:闭环稳定性分析范式转变(理论创新) - 摒弃传统开环增益分析法,首创基于闭环输出阻抗的系统稳定性判据,为多级放大器的频率补偿设计提供新方法论框架。
Abstract
rt Abstract—A frequency compensation technique for MOS audio power amplifiers is presented that allows the frequency compen- sation capacitors around the power transistors to be smaller than the circuit parasitics without power or stability penalty. Stability is analysed by inspecting the output impedance of the closed loop am- plifier, instead of the traditional open-loop gain. By degenerating the gain of the penultimate stage, the output impedance is shaped such that the stability of the audio a