集D类放大器、线性放大器、音量控制和音效增强等多种功能单元于一体的小功率型音频子系统芯片愈来愈受欢迎，开始广泛地应用于移动通信、多媒体装置等便携式设备中。随着便携式设备的小型化和轻薄化，芯片向多功能、高密度的集成趋势发展，同时也导致了严重的噪声问题，降低了音频信号的质量。目前，噪声抑制技术的研究主要侧重于功能单元级，鲜有音频子系统级的考虑，且其抑制效果也有待于进一步提高。本论文对小功率型音频子系统的噪声抑制技术进行研究，包括宏观可闻噪声、本底噪声和电源噪声的抑制技术。在分析上述噪声产生机理的理论基础上，结合系统、电路、布图和PCB设计提出了相应的噪声抑制技术，并通过软件仿真和芯片实验等方法对其进行优化和验证。本论文提出的噪声抑制技术有效地消除了可闻噪声，降低了本底噪声和电源噪声，具体创新如下：1.在小功率型音频子系统的宏观噪声抑制中提出虚拟开关技术（DummySwitch Technology, DST）和跨零自动增益控制技术（Zero Crossing Auto Gain Control,ZAGC）。虚拟开关技术在音频子系统的输入级引入虚拟输入开关以提高输入级对输入电容的充电速度并校正输入电容电压与参考电压之间的误差，在调制级引入虚拟反馈开关以模拟调制级的启动过程，从而抑制了启动过程中的POP噪声并大大减少了启动时间。跨零自动增益控制技术根据音频信号的幅度自动调整系统增益，以避免因输出信号被削波而导致破音噪声，并在音频信号跨零时刻使能增益变化，以避免因音频信号瞬态变化而导致爆音噪声。通过0.6μm Bi-CMOS工艺平台流片验证，上述两项技术可以有效地消除小功率型音频子系统启动和运行过程中的可闻噪声。2.在小功率型音频子系统的本底噪声抑制中设计了一种采用集成有源滤波器的D类放大器。使用工作于线性区的MOS器件实现300Meg的有源电阻，使用约0.1mm2的布图面积实现160pF的集成电容，从而获得具有3Hz截止频率的有源滤波器。采用该有源滤波器降低D类放大器参考信号的热噪声，并在后端设计中通过布图隔离和衬底隔离以减小衬底噪声，布线隔离以减小交调失真，匹配性设计以增强电源抑制能力。通过0.6μm Bi-CMOS工艺平台流片验证，测试表明采用集成有源滤波器的D类功率放大器具有0.08%的谐波失真，90dB的交调失真抑制比、72dB的电源抑制比和88dB的信噪比，与采用外置滤波器的D类功率放大器具有相似的性能。3.在小功率型音频子系统的线性驱动器噪声抑制中提出采用NMOS LDO抑制电源噪声的技术。NMOS LDO采用NMOS器件作为导通元件，在无需外部大电容补偿的情况下，为线性放大器提供低噪声的正电源。同时，本论文还设计了低噪声、低静态功耗以及宽摆幅的AB类线性放大器，其输入级采用斩波技术以降低失调电压和1/f噪声，其输出级采用偏置电流控制技术以降低待机功耗，采用轨对轨的输入输出结构以增大输入输出信号的摆幅。通过1.2μm BCD工艺平台流片验证，测试表明该线性驱动器具有88dB电源抑制比，将输出信号的噪声和失调电压分别降低至7μV和1mV。4.在小功率型音频子系统的EMI噪声抑制中设计了一款随机扩频调制的低EMI D类放大器。设计了基于数模混合控制的随机时钟电路为D类放大器提供随机采样信号，将集中于固定频率点处的能量扩展并随机分布到附近频率点，从而降低开关信号的EMI。通过0.6μm Bi-CMOS工艺平台流片验证，随机时钟电路面积为0.05mm2，占整个芯片面积的2.2%。随机扩频调制的低EMI D类放大器的开关信号在中心频率处的能量峰值比无扩频模式的D类放大器衰减了6dB，在使用24英寸双绞线且不使用输出LC滤波器条件下，能够满足FCC Class B的电磁辐射标准。