[發明專利]精確三角波形發生器

有效

• 申請號: 201210344862.7
• 申請日: 2006-10-10
• 公開（公告）號: CN103001608A
• 公開（公告）日: 2013-03-27
• 發明（設計）人: G.R.斯坦利
• 申請（專利權）人: 哈曼國際工業有限公司
• 主分類號: H03K4/06
• 分類號: H03K4/06;H03F3/217;H03F1/02
• 代理公司: 北京市柳沈律師事務所 11105
• 代理人: 高巍

本申請是申請日為2006年10月10日、申請號為200610149526.1、發明名稱為“精確三角波形發生器”的專利申請的分案申請。

技術領域

本發明總體上涉及脈沖寬度調制功率變換器，尤其涉及產生諸如在交錯脈沖寬度調制放大器中使用的三角波的精確三角波形發生器。

背景技術

相對于必須消耗相當多功率的線性裝置，通過與作為開關的輸出裝置結合，使用應用于音頻的脈沖寬度調制（PWM）放大來提高效率。在PWM放大器中，將音頻輸入信號轉換為脈沖寬度調制波形。為此，將音頻信號提供給放大器來調制諸如基于音頻信號的幅值的三角波形的寬度。調制波形用于驅動作為完全飽和或斷開的開關的一個或多個輸出裝置。輸出裝置，經常使用開關功率晶體管來實現，可以在半橋對中排列從而使該對中的一個裝置轉換為正電壓輸出，同時而另一個裝置轉換為負電壓輸出。轉換的輸出信號可以被提供給試圖除去超過預期輸出波形頻譜的諧波信號和邊帶的低通濾波器的輸入端。經過濾波的模擬信號用于驅動負載，例如揚聲器。

三角波形發生器用于調制音頻信號以產生脈沖寬度調制波形。這種三角波形發生器可以使用其頻率響應于某一控制電壓的壓控振蕩器。由這樣的三角波形發生器產生的三角波可以被鎖相于參考頻率?？梢酝ㄟ^控制電壓將三角波調制以使幅值轉化為脈沖寬度。目前，三角波形發生器不能同時控制三角形的一個或多個波形幅值、頻率、對稱性和/或相位。因此，需要更精確地控制三角波形的質量的系統和方法。

發明內容

本發明提出一種包括電容元件、調節器和控制電路的三角波形發生器。調節器被配置成響應于第一控制信號而使電容元件充電，并響應第二控制信號使電容元件放電?？刂齐娐讽憫趨⒖疾ㄐ萎a生第一和第二控制信號。在一個例子中，控制電路響應于參考波形的幅值、頻率、相位以及對稱性來產生第一和第二控制信號。

在驗證下面的附圖和詳細說明的基礎上，本發明的其它系統、方法、特征和優點對本領域技術人員來說將是或將變得顯而易見。這意味著，所有這樣的附加系統、方法、特征和優點都包括在該說明中，而且在本發明的范圍內，并且受到下面的權利要求的保護。

附圖說明

參考下面的附圖和說明可以更好地理解本發明。圖中的元件不一定按照一定的比例繪制，而是把重點放在示出本發明的原理。而且，在圖中，相同的參考數字標明遍及不同視圖的相同部分。

圖1是具有兩個交錯級的脈沖寬度調制放大器的示意性框圖；

圖2是可在圖1所示的系統中使用的示例性相頻控制系統的示意性框圖；

圖3是可在圖1所示的系統中使用的示例性三角波發生系統的示意性框圖；

圖4是可在圖1所示的系統中使用的另一示例性相頻控制系統的示意性框圖；

圖5是可在圖1所示的系統中使用的另一示例性三角波發生系統的示意性框圖。

具體實施方式

圖1是兩個交錯（N＝2）全橋脈沖寬度調制（PWM）放大器100的示例的框圖。交錯的PWM放大器100接收來自信號源110的輸入信號?？梢詫⑤斎胄盘柗殖傻谝恢?12和第二支路114。第一支路112包括配置成將輸入信號反相的反相塊120。反相塊120與被稱為PWMA的第一脈沖寬度調制器130連接。PWMA?130與被稱為半橋A的第一半橋150連接。然后，半橋A?150的輸出與負載160連接。

可以通過PWMA?130將反相的輸入信號調制到具有N＝2的PWM調制的第一三角波形上。第一三角波形的產生涉及到用于提供給使用相頻控制系統170的負載160的每個輸出通道的開關頻率（switching?frequency）（Fs）的產生?？梢酝ㄟ^三角波發生系統180將開關頻率（Fs）用于產生第一三角波形。反相的輸入信號到第一三角波形上的調制產生第一控制信號?？梢詫⒌谝豢刂菩盘柼峁┙o第一半橋150以控制向負載160輸出的功率。第二支路114包括與被稱為PWM?B的第二脈沖寬度調制器135連接的同相（non-inverting）塊125。類似地，PWM?B135使用相頻控制系統170和三角波發生系統180將同相輸入信號調制到第二三角波形上以產生第二控制信號?？梢詫⒌诙刂菩盘柼峁┙o被稱為PWM?B的第二半橋155以控制向負載160輸出的功率。