JSSC 2021第12期RF & Wireless40nmNeural Network Accelerator

An 82-mW -Based Filter-Less Class-D Headphone Ampliﬁer With 93-dB THDN 113-dB S

一款低功耗、高信噪比的数字输入无滤波器Class-D耳机放大器

1.8V, 82mW, 93%效率, 113dB SNR, -93dB THD+N

Class-D放大器低功耗无滤波器耳机放大器CMOS

▸创新点1：可变频率Class-D架构（方法创新）：通过数字前馈和开关频率降低技术，优化了Class-D放大器的频率响应，显著降低了总谐波失真（THD）和噪声（N），实现了-93 dB的高性能指标。

▸创新点2：共模稳定功率级（电路创新）：采用共模稳定技术，有效抑制了功率级的共模噪声，提升了系统的信噪比（SNR）至113 dB，同时减少了对外部无源元件的依赖。

▸创新点3：电流DAC直接驱动（系统创新）：通过电流数字模拟转换器（DAC）直接驱动功率级，简化了信号路径，提高了系统的效率和响应速度，在16 Ω和33 μH负载条件下实现了93%的高效率。

▸创新点4：旋转一阶动态元件匹配技术（方法创新）：采用旋转一阶动态元件匹配技术，进一步降低了系统的非线性失真，提升了音频信号的保真度和整体性能。

Abstract

A low-power 113-dB SNR, –93-dB total harmonic distortion (THD) +N, digital input -based ﬁlter-less Class- D ampliﬁer for wireless headphone applications is presented. This performance is achieved by the following architecture improvements: 1) variable-frequency- Class-D with digital feed-forward and switching-frequency reduction, 2) common- mode-stabilized power stage, 3) current digital-to-analog converter direct drive, and 4) rotational ﬁrst-order dynamic- element-matching techniques. It