近年来，基于数字技术的开关功率放大器在无线电波发射机、音响系统、声呐探测、矿产勘探等领域得到了广泛的应用。与传统的线性功率放大器相比，开关功率放大器具有效率高、体积小、可靠性好等优点。本文研究和实现了一种基于脉冲阶梯调制（Pulse Step Modulation，PSM）技术的开关功率放大器系统。该PSM开关功率放大器由输入信号预处理、PSM波形分解、功率合成和滤波输出等几部分组成。论文简要介绍了功率放大器发展历程与研究现状，对PSM开关功放系统的核心算法做了简单描述；详细介绍了模数转换模块、逆变模块和滤波模块的电路设计；在已有的研究工作的基础上，对PSM算法进行了改进，增加了过零点补偿，重新设计了功率合成和全桥输出部分的电路。实测结果表明，本文设计的新方案能够实现大功率、低失真的正负正弦波输出，达到了项目的实际应用需求。