CMOS音频功率放大器的旁路电压控制电路设计

电压时，比较器输出高电平，M19截止，电路停止对旁路电容充电，同时M21导通。此时C点的电压为：
 

式中：VC+为M21导通后电容上的电压；VC-为M21导通前的电容上的电压；τ为时间常数，τ=(RB+R)C；RB为B点到地的等效电阻。可以看到在一段时间后，旁路电容上的电压将近似等于B点电压，即VDD／2，则得到所需的旁路电压。同时，考虑到音频功率放大器上电、掉电的"POP"噪声是由旁路电压的瞬间跳变引起的，所以可以适当的增大旁路电容以增大旁路电压的上升、下降速度，起到减少"POP"噪声的作用。

当PD为高电平时．M16截止，电路不工作。

2 仿真结果

该使设计采用Candence Spectre仿真工具进行仿真，所采用的工艺是华润上华O．5μm的N阱CMOS工艺典型模型。

图3为该设计中旁路电压的输出变化曲线。"SHUTDOWN"引脚低电平有效，输出曲线在电路从关断状态转为工作状态时会出现一个小突刺，这是由于旁路电容上的电压比节点C略高，电容会有一个小的放电过程。在常温下，输出约在3．4μs处开始稳定在2．5 V。当t=7．5μs时，输出为2．501 6 V，其误差为O．064％。电路的静态功耗为O．685 mW。
 

图4为电压比较器的正端电压从2．0～3．O V变化以及从3．O～2．0 V变化时，比较器的输出变化曲线。可以看出，比较器的正向阈值电压，负向阈值电压。与的不等说明引入迟滞后电路抑制噪声的能力明显增强。
 

图5和图6分别为比较器的正向传输时延和负向传输时延。由图可知，比较器的正向传输时延为7.632 ns，负向传输时延为35．32 ns。对于大部分的芯片而言，这个数量级的延迟是可以忽略的。
 

3 结语

从上面的仿真结果可以看出，该设计的旁路电压控制电路可以产生输出稳定的旁路电压，且具有一定的噪声抑制能力。此外，整个电路的静态功耗低，信号的延迟时间较短，可以广泛应用于各种音频放大器电路中。