传统的模拟音频功率放大器（A类，B类，AB类）有较好的线性度，但效率很低。在便携式设备中，提高功放的效率以减小电源和散热装置的尺寸，延长电池续航时间是至关重要的。开关模式的D类功放具有的高效率，低功耗，小尺寸，低成本等优势，将在未来取代传统的线性功放。在数字化时代，数字输入的D类音频功放的研究非常有意义，成为今后的研究热点。　　首先，详细介绍了数字输入的D类音频功放的原理，并提出一种功放实现方案。整个系统包括32倍插值滤波器、3阶6比特噪声整形器，6比特PWM调制器以及PWM功率驱动级部分。为实现32倍插值，本文对插值滤波器的各种实现结构进行了比较，最终采用半带滤波器，级联积分梳状滤波器和补偿滤波器的三级结构。半带滤波器实现2倍插值，以多相换向型结构实现，并对滤波器的对称系数进行复用，降低了硬件复杂度。级联积分梳状滤波器实现16倍插值，采用流水线结构实现，达到了降低硬件资源消耗和提高运算速度的目的。　　其次，对高阶噪声整形器的单环结构和级联结构进行了比较。在满足充分稳定条件的前提下，设计了一个3阶6比特的误差反馈结构的噪声整形器，该噪声整形器有满幅输入的最大动态范围，其硬件实现采用流水线结构，可以将16bitPCM信号粗量化成6bitPCM信号，而仍能保持很高的信噪比输出。设计的PWM调制器的时钟频率为90.3168MHZ。在完成插值滤波器、噪声整形器和PWM调制器设计的基础上，开发了基于Simulink的D类功放软件仿真平台，完成了系统数字部分的RTL前端设计，并在FPGA平台上进行了硬件测试。经过软件仿真和硬件测试表明了该设计方案的可行性。　　最后，对PWM功率驱动级进行了研究。详细论述了影响PWM功率驱动级的效率和失真的各种因素，重点分析了死区机制，并设计了一种简单的死区时间产生电路。PWM驱动级是系统的模拟部分，采用了全桥的连接方式，其物理版图采用和舰科技0.35um CMOS工艺实现。