[發明專利]具有與外部時鐘信號同步的差分輸出的三角波形發生器

有效

• 申請號: 201210328492.8
• 申請日: 2012-09-07
• 公開（公告）號: CN103001607A
• 公開（公告）日: 2013-03-27
• 發明（設計）人: G.帕諾夫
• 申請（專利權）人: 英特爾移動通信有限責任公司
• 主分類號: H03K4/06
• 分類號: H03K4/06
• 代理公司: 中國專利代理(香港)有限公司 72001
• 代理人: 馬永利;盧江

技術領域

本發明涉及電路，并且特別涉及波形發生器。

背景技術

模擬D類音頻放大器（也被稱為D類放大器）提供良好的功率效率和優質的輸出信號。因為這個，D類放大器被通常用在低功率應用和設備（例如便攜式電池供電的設備）中。此外，模擬D類音頻放大器可以降低成本，因為它們通常不需要外部電感作為輸出濾波器。模擬D類音頻放大器通常使用脈寬調制器，其包括三角波形發生器。由所述波形發生器產生的三角波形應該是非常線性的，否則放大器的輸出信號會失真。

圖1是示出現有技術波形發生電路的電路圖。該電路接收時鐘信號102，并且提供三角波形信號以作為輸出信號104。該時鐘信號是方波信號。

該電路包括由運算放大器106和電容器108組成的積分電路。該電路另外包括可切換電流源I1?110和I2?112。理想情況包括I1和I2是相等的并且時鐘信號102具有精確50%占空比。在這些理想情況下，輸出信號104是具有包括均勻峰的均勻特性的三角波形。

圖2是示出對于圖1中所示的波形發生電路而言可能出現的問題的時序圖。在情形201中，電流源I2大于I1。結果，輸出信號104朝著高峰值并且遠離低峰值而漂移。可以看出誤差在每個周期都增加。在情形202中，電流源I2小于I1。此時，輸出信號104朝著低峰值并且遠離高峰值而漂移。再次，可以看出誤差在每個周期都累積。在情形203中，時鐘信號102的占空比不是百分之百。時鐘周期的低部分大于時鐘周期的高部分。結果，輸出信號104累積誤差，并且朝著低峰值漂移并具有非均勻的占空比。

在另一現有技術波形發生器中，三角斜坡由具有相反方向的兩個恒定電流生成，所述兩個恒定電流被順序地切換以流過電容器。該切換由監視輸出電壓的兩個比較器來控制。利用運算放大器以建立具有電容器的積分器，這確保電流源兩端的恒定電壓降以便實現具有相對較高線性的輸出信號。另外，電路是自激振蕩的并且不利用外部的或供給的時鐘信號。所產生的輸出信號是三角形的并且相對較線性，然而它是單端的并且與外部時鐘不同步。

發明內容

根據本發明的第一方面，提供一種波形發生器。所述波形發生器包括：第一對電容器；第二對電容器；運算放大器，其具有輸入端和提供輸出信號的輸出端；以及控制邏輯，其包括：電容器控制邏輯，其被配置成將第一對和第二對電容器中的當前對連接到所述運算放大器的輸入端；斜坡控制邏輯，其被配置成將斜坡電流提供給所述當前對；復位控制邏輯，其被配置成復位第一對和第二對電容器中的下一對；以及充電控制邏輯，其被配置成在所述下一對已被復位之后對所述下一對充電。

根據本發明的第二方面，提供一種波形發生器。所述波形發生器包括：第一電容器；第二電容器；運算放大器，其具有輸入端和提供輸出信號的輸出端，所述輸出信號包括單端三角波形；以及控制邏輯，其被配置成根據時鐘信號進行操作，所述控制邏輯包括：電容器控制邏輯，其被配置成將第一和第二電容器中的當前電容器連接到所述運算放大器的輸入端；斜坡控制邏輯，其被配置成將斜坡電流提供給所述當前電容器；復位控制邏輯，其被配置成復位第一和第二電容器中的下一電容器；以及充電控制邏輯，其被配置成在所述下一電容器已被復位之后對所述下一電容器充電。

根據本發明的第三方面，提供一種生成差分三角波形的方法。所述方法包括：提供第一對電容器和第二對電容器；在時鐘的每個周期從第一對和第二對電容器中交替地選擇當前對電容器和下一對電容器；將所述當前對連接到運算放大器的輸入端；將斜坡電流提供給所述當前對電容器；由所述運算放大器從所述斜坡電流和所述當前對電容器生成差分三角波形，所述差分三角波形與所述時鐘是同步的；以及對所述下一對電容器復位并且然后充電。

附圖說明

圖1是示出現有技術波形發生電路的電路圖。

圖2是示出由圖1的電路產生的問題的時序圖。

圖3是三角波形發生器的電路圖。

圖4是示出根據本發明一個實施例的三角波形發生器的電路圖。

圖5是示出根據本發明一個實施例的差分波形發生器的示例操作的時序圖。

圖6是示出根據本發明一個實施例的單端三角波形發生器的電路圖。

圖7是示出根據本發明一個實施例的單端三角波形發生器的示例操作的時序圖。

圖8是示出根據本發明一個實施例的生成差分三角波形的方法的流程圖。

具體實施方式