본 논문에서는 비대칭 펄스 폭 변조 파워-앰프를 갖는 스테레오 오디오 디지털-아날로그 변환기를 제안한다. 고 전력 오디오 기기에 주로 사용되던 class-D 증폭기를 헤드폰 응용에 적용하기 위하여, 증폭기가 디지털-아날로그 변환기와 한 칩으로 집적화될 때에 발생되는 채널 간 간섭에 의한 잡음을 분석하고 이 영향을 줄이기 위한 시그마-델타 변조기의 최적화 방안을 제시하였다. 또한, 비대칭 구조의 펄스 폭 변조 방식이 파워-앰프 단에서 발생되는 스위칭 노이즈와 전력 손실을 줄이기 위하여 구현되었다. 제안된 구조들은 0.13-mm CMOS 공정을 통해 설계 제작되었다. 제안된 오디오 디지털-아날로그 변환기는 단일 출력을 가진 파워-앰프를 포함하여 4.4-mW를 소모하면서 다이나믹-레인지 95-dB를 확보하였다.
A stereo audio digital-to-analog converter (DAC) with a power amplifier using asymmetric pulse-width modulation (PWM) is presented. To adopt class-D amplifier mainly used in high-power audio appliances for head-phones application, this work analyzes the noise caused by the inter-channel interference during the integration and optimizes the design of the sigma-delta modulator to decrease the performance degradation caused by the noise. The asymmetric PWM is implemented to reduce switching noise and power loss generated from the power amplifier. This proposed architecture is fabricated in 0.13-mm CMOS technology. The proposed audio DAC including the power amplifier with single-ended output achieves a dynamic range (DR) of 95-dB dissipating 4.4-mW.
