相位平均的脈沖寬度調(diào)制器制造技術(shù)

本發(fā)明專利技術(shù)公開相位平均的脈沖寬度調(diào)制器。提供一種方法。生成具有多個瞬間的噪聲整形信號，其中每個瞬間與多個輸出電平的至少一個相關(guān)聯(lián)。為每個瞬間選擇下一相位，其中每個下一相位是至少部分基于其瞬間的相關(guān)聯(lián)輸出電平的前一相位的循環(huán)移動相位；然后，利用每個瞬間的相位生成多個脈沖寬度調(diào)制器（PWM）信號，并且根據(jù)多個PWM信號生成已放大信號。

【技術(shù)實現(xiàn)步驟摘要】
相位平均的脈沖寬度調(diào)制器
本專利技術(shù)大體涉及減少失真，更具體地，涉及利用相位平均的脈沖寬度調(diào)制器（PWM）減少失真。
技術(shù)介紹
轉(zhuǎn)向圖1-圖3。可以看到PWM放大器100的實例。在工作中，PWM放大器100在噪聲整形電路102（通常是Σ-Δ調(diào)制器）接收輸入信號IN。假設噪聲整形電路102是Σ-Δ（sigma-delta）調(diào)制器或使用過采樣的SDM，那么該噪聲整形電路102可以在過采樣頻帶（一般大于感興趣的頻帶）傳播總噪聲功率，以便減少帶內(nèi)噪聲。然后，噪聲整形信號被施加于數(shù)字PWM104，以便于生成PWM信號以供放大級106（其可以是例如由數(shù)模轉(zhuǎn)換器（DAC）108和如圖2中所示的放大器110（即，AB類）或如圖3中所示的開關(guān)放大器112（即，D類）構(gòu)成）使用。該放大器100的一個問題是數(shù)字PWM104的非線性性質(zhì)。與數(shù)字PWM104相關(guān)聯(lián)的某些帶內(nèi)非線性可以利用預矯正或反饋控制進行校正，但是在高頻帶可以生成信號圖像和非線性分量（如圖4A和4B中所示）。由于具有該高頻內(nèi)容，所以放大級106應當具有高線性特性；否則高頻內(nèi)容將帶內(nèi)交疊，限制帶內(nèi)線性特性。此外，該高頻內(nèi)容不一定使用功率。還應當通過高階模擬濾波器減弱這些高頻內(nèi)容，以便于滿足光譜要求。因此，需要一種改進的PWM放大器。某些常規(guī)系統(tǒng)的實例是：美國專利號7,209,064；美國專利號7,327,296；美國專利號7,425,853；美國專利號7,782,238；和美國專利號7,830,289。
技術(shù)實現(xiàn)思路
因此，本專利技術(shù)的實施例提供裝置。該裝置包含具有多個輸出電平的噪聲整形電路；配置為生成多個PWM相位的脈沖寬度調(diào)制器（PWM）；耦接在噪聲整形電路和PWM之間的相位旋轉(zhuǎn)器，其中相位旋轉(zhuǎn)器循環(huán)地旋轉(zhuǎn)每個輸出電平通過多個PWM電平；和耦接至PWM的放大級。根據(jù)本專利技術(shù)的實施例，PWM進一步包含數(shù)字PWM，其具有：多個相位已旋轉(zhuǎn)的PWM電路，其中每個都耦接至噪聲整形電路；和多路復用器，其耦接至每個相位已旋轉(zhuǎn)的PWM電路和相位旋轉(zhuǎn)器。根據(jù)本專利技術(shù)的實施例，多路復用器進一步包含第一多路復用器，其中相位旋轉(zhuǎn)器進一步包含：多個跟蹤分支，每個跟蹤分支耦接至噪聲整形電路和與至少一個輸出電平相關(guān)聯(lián)；和第二多路復用器，其耦接至每個跟蹤分支、噪聲整形電路和第一多路復用器，其中第二多路復用器控制第一多路復用器，并且其中噪聲整形電路控制第二多路復用器。根據(jù)本專利技術(shù)的實施例，多個跟蹤分支中的每個進一步包含：耦接至噪聲整形電路和接收參考信號的比較器；以及耦接在比較器和第二多路復用器之間的跟蹤電路。根據(jù)本專利技術(shù)的實施例，噪聲整形電路進一步包含Σ-Δ（sigma-delta）調(diào)制器。根據(jù)本專利技術(shù)的實施例，放大級進一步包含：耦接至第一多路復用器的數(shù)模轉(zhuǎn)換器（DAC）；和耦接至DAC的放大器。根據(jù)本專利技術(shù)的實施例，放大級進一步包含耦接至第一多路復用器的開關(guān)放大器。根據(jù)本專利技術(shù)的實施例，提供一種方法。該方法包含生成具有多個瞬間的噪聲整形信號，其中每個瞬間與多個輸出電平的至少一個輸出電平相關(guān)聯(lián)；選擇每個瞬間的下一相位，其中每下一相位是至少部分地基于其瞬間的相關(guān)聯(lián)輸出電平的前一相位的循環(huán)移動相位；利用每個瞬間的相位生成多個PWM信號；以及根據(jù)多個PWM信號生成已放大信號。根據(jù)本專利技術(shù)的實施例，選擇步驟進一步包含：比較每個瞬間和多個參考值，以便識別其相關(guān)聯(lián)的輸出電平；對于每個瞬間，確定其相關(guān)聯(lián)輸出電平的前一相位；對于每個瞬間，至少部分地基于前一相位生成下一相位；以及對于每個瞬間，存儲下一相位。根據(jù)本專利技術(shù)的實施例，生成多個PWM信號的步驟進一步包含：對于每個瞬間，選擇與下一相位相關(guān)聯(lián)的相位已旋轉(zhuǎn)的PWM電路；以及對于每個瞬間，生成至少一個PWM信號。根據(jù)本專利技術(shù)的實施例，生成噪聲整形信號的步驟進一步包含利用Σ-Δ調(diào)制器生成已調(diào)制信號。根據(jù)本專利技術(shù)的實施例，生成已放大信號的步驟進一步包含：將多個PWM信號轉(zhuǎn)換成模擬信號；以及放大該模擬信號。根據(jù)本專利技術(shù)的實施例，生成已放大信號的步驟進一步包含將多個PWM信號應用于開關(guān)放大器。根據(jù)本專利技術(shù)的實施例，提供一種裝置。該裝置包含配置為生成具有多個瞬間的噪聲整形信號的噪聲整形電路；配置為生成多個PWM相位的數(shù)字PWM；相位旋轉(zhuǎn)器以及耦接至數(shù)字PWM的放大級，其中相位旋轉(zhuǎn)器包括：耦接至噪聲整形電路和配置為使每個瞬間與多個輸出電平中至少一個相關(guān)聯(lián)的識別電路；和耦接至識別電路和數(shù)字PWM的選擇電路，其中選擇電路配置為選擇每個瞬間的至少一個PWM相位，其中每個選擇至少部分地基于其相關(guān)聯(lián)輸出電平的先前所選PWM相位循環(huán)地旋轉(zhuǎn)。根據(jù)本專利技術(shù)的實施例，數(shù)字PWM進一步包含：多個相位已旋轉(zhuǎn)的PWM電路，其中每個都耦接至噪聲整形電路；和多路復用器，其耦接至多個相位已旋轉(zhuǎn)的PWM電路中的每個和選擇電路。根據(jù)本專利技術(shù)的實施例，識別電路進一步包含多個比較器，每個比較器都耦接至噪聲整形電路。根據(jù)本專利技術(shù)的實施例，多路復用器進一步包含第一多路復用器，并且其中選擇電路進一步包含：多個跟蹤電路，其中每個跟蹤電路耦接至至少一個比較器；和第二多路復用器，其耦接至每個跟蹤電路、噪聲整形電路和第一多路復用器，其中第二多路復用器控制第一多路復用器，和其中噪聲整形電路控制第二多路復用器。根據(jù)本專利技術(shù)的實施例，放大級進一步包含耦接至第一多路復用器的開關(guān)放大器。前述已經(jīng)相當廣泛地概述本專利技術(shù)的特征和技術(shù)優(yōu)勢，因而可以更好地理解所遵循的本專利技術(shù)的詳細說明。下文中將描述本專利技術(shù)的額外特征和優(yōu)勢，其構(gòu)成本專利技術(shù)的權(quán)利要求的主題。本領(lǐng)域的技術(shù)人員將理解，所公開的概念和具體實施例可以容易地用作修改和設計用于執(zhí)行本專利技術(shù)的相同目的的其他結(jié)構(gòu)的基礎(chǔ)。本領(lǐng)域的技術(shù)人員還應當意識到，這種等價結(jié)構(gòu)不偏離所附權(quán)利要求中所闡述的本專利技術(shù)的精神和范圍。附圖說明為了更全面地理解本專利技術(shù)和其優(yōu)勢，現(xiàn)在結(jié)合附圖參考下面的說明書，在附圖中：圖1是傳統(tǒng)的PWM放大器的實例圖；圖2和圖3是圖1的放大級的實例圖；圖4A和圖4B分別是描述由于圖1的數(shù)字PWM的非線性行為產(chǎn)生的信號圖像和非線性分量的線性尺度圖和對數(shù)尺度圖；圖5是根據(jù)本專利技術(shù)的實施例的PWM放大器的實例圖；圖6是循環(huán)相位取平均的實例圖；圖7是圖5的相位旋轉(zhuǎn)器和數(shù)字PWM的實例圖；和圖8-10B是描述圖5的PWM放大器的實例工作的圖。具體實施方式現(xiàn)在參考附圖，其中為了簡潔起見，所描述的元件不一定按比例繪制，其中貫穿附圖的相似元件由相同的參考數(shù)字標出。轉(zhuǎn)向圖5，可以看到根據(jù)本專利技術(shù)的系統(tǒng)200的實例。如該實例中所示的，除了用數(shù)字PWM204替換數(shù)字PWM104和已經(jīng)包括相位旋轉(zhuǎn)器202之外，系統(tǒng)200與系統(tǒng)100相似。數(shù)字PWM204和相位旋轉(zhuǎn)器202允許利用循環(huán)相移進行動態(tài)PWM編碼波形選擇。本質(zhì)上，可以選擇PWM波形序列，以至于在否則生成諧波（即，非線性分量）和信號圖像的光譜位置生成空值。這引起顯著地減弱這些非線性分量和信號圖像，本質(zhì)上有助于使數(shù)字PWM204線性化。這可以被稱為循環(huán)相位取平均。為了詳細說明，可以在圖6中看到循環(huán)相位取平均的實例。在該實例中，存在四個相位PH1到PH4，并且相位PH1到PH4的每個相位的信號XR（k）（由下標R表示）可以在離散頻率點（由k表示）表示為如下：對于該實例，k的值0,1,2,和3分別表示直本文檔來自技高網(wǎng)...

【技術(shù)保護點】
一種裝置，所述裝置包含：具有多個輸出電平的噪聲整形電路；配置為生成多個脈沖寬度調(diào)制器相位的脈沖寬度調(diào)制器即PWM；耦接在所述噪聲整形電路和所述脈沖寬度調(diào)制器之間的相位旋轉(zhuǎn)器，其中所述相位旋轉(zhuǎn)器循環(huán)地旋轉(zhuǎn)每個輸出電平通過所述多個脈沖寬度調(diào)制器電平；和耦接至所述脈沖寬度調(diào)制器的放大級。

【技術(shù)特征摘要】
1.一種減少失真的裝置，所述裝置包含：具有多個輸出電平的噪聲整形電路；配置為生成多個脈沖寬度調(diào)制器相位的脈沖寬度調(diào)制器即PWM；耦接在所述噪聲整形電路和所述脈沖寬度調(diào)制器之間的相位旋轉(zhuǎn)器，其中所述相位旋轉(zhuǎn)器循環(huán)地旋轉(zhuǎn)每個輸出電平通過所述多個脈沖寬度調(diào)制器電平；和耦接至所述脈沖寬度調(diào)制器的放大級；其中所述脈沖寬度調(diào)制器進一步包含數(shù)字脈沖寬度調(diào)制器，其具有：多個相位已旋轉(zhuǎn)的脈沖寬度調(diào)制器電路，每個相位已旋轉(zhuǎn)的脈沖寬度調(diào)制器電路都耦接至所述噪聲整形電路；和多路復用器，其耦接至所述多個相位已旋轉(zhuǎn)的脈沖寬度調(diào)制器電路中的每個和所述相位旋轉(zhuǎn)器。2.根據(jù)權(quán)利要求1所述的裝置，其中所述多路復用器進一步包含第一多路復用器，并且其中所述相位旋轉(zhuǎn)器進一步包含：多個跟蹤分支，每個所述跟蹤分支都耦接至所述噪聲整形電路并且與至少一個所述輸出電平相關(guān)聯(lián)；以及第二多路復用器，其耦接至每個跟蹤分支、所述噪聲整形電路和所述第一多路復用器，其中所述第二多路復用器控制所述第一多路復用器，并且其中噪聲整形電路控制所述第二多路復用器。3.根據(jù)權(quán)利要求2所述的裝置，其中所述多個跟蹤分支中的每個進一步包含：耦接至所述噪聲整形電路并接收參考信號的比較器；和耦接在所述比較器和所述第二多路復用器之間的跟蹤電路。4.根據(jù)權(quán)利要求3所述的裝置，其中所述噪聲整形電路進一步包含Σ-Δ調(diào)制器。5.根據(jù)權(quán)利要求4所述的裝置，其中所述放大級進一步包含：耦接至所述第一多路復用器的數(shù)模轉(zhuǎn)換器；和耦接至所述數(shù)模轉(zhuǎn)換器的放大器。6.根據(jù)權(quán)利要求4所述的裝置，其中所述放大級進一步包含耦接至所述第一多路復用器的開關(guān)放大器。7.一種減少失真的方法，所述方法包含：生成具有多個瞬間的噪聲整形信號，其中每個瞬間與多個輸出電平的至少一個相關(guān)聯(lián)；為每個瞬間選擇下一相位，其中每個下一相位是至少部分基于其瞬間的相關(guān)聯(lián)輸出電平的前一相位的循環(huán)移動相位；利用每個瞬間的相位生成多個脈沖寬度調(diào)制器信號；和根據(jù)所述多個脈沖寬度調(diào)制器信號生成已放大信號；其中所述選擇的步驟進一步包含：比較每個瞬間和多個參考值，以便識別其相關(guān)聯(lián)的輸出電平；對于每個瞬間，確定其相關(guān)聯(lián)的輸出電平的前一相位；對于每個瞬間，至少部分地基于所述前一相位生成下一相位；和對于每個瞬間，存儲所述下一相位。8.根據(jù)權(quán)利要求7所述的方法，其中所述生成多個脈沖寬度調(diào)制器信號的步驟進一步包含：對于...

【專利技術(shù)屬性】
技術(shù)研發(fā)人員：L·丁，R·和扎爾，J·戶珥，
申請(專利權(quán))人：德克薩斯儀器股份有限公司，
類型：發(fā)明
國別省市：美國;US