[發明專利]具有三角波產生的脈沖密度調制數/模轉換器

有效

• 申請號: 201580060654.6
• 申請日: 2015-11-09
• 公開（公告）號: CN107078725B
• 公開（公告）日: 2021-02-26
• 發明（設計）人: 布賴恩·克里斯
• 申請（專利權）人: 密克羅奇普技術公司
• 主分類號: H03K4/06
• 分類號: H03K4/06;H03K7/08;H03M1/82
• 代理公司: 北京律盟知識產權代理有限責任公司 11287
• 代理人: 沈錦華

相位累加器式樣電路產生輸出脈沖流。所述脈沖流的密度相對于由加法器的位寬度支持的最大值而與輸入數據值成比例。所述輸出脈沖密度表示所要輸出電壓。可利用電阻器?電容器RC低通濾波器對所述脈沖流進行濾波以產生模擬電壓。較快時鐘速率支持對減少電路成本的較小輸出濾波器的使用。此電路提供三角波產生，其中DAC輸出以介于用戶規定最大振幅值與最小振幅值之間的用戶規定速率(斜率)斜升及斜降。升高及降低的三角波斜變速率(升高及降低的斜率)可為不同且獨立的或相同的。

技術領域

本發明涉及脈沖寬度調制(PWM)音頻應用，且更特定來說，涉及一種數/模轉換器(DAC)，其包括斜率與脈沖密度調制(PDM)產生器、消隱與延遲邏輯及低通濾波器且提供用于將模擬波形轉換為數字PWM脈沖串的三角波產生。

背景技術

所有類別D調制技術將關于音頻信號的信息編碼為脈沖流。一般來說，脈沖寬度與音頻信號的振幅有聯系，且脈沖的頻譜包含所要音頻。最常見調制技術是脈沖寬度調制(PWM)。概念性地，PWM將輸入音頻信號與以固定載波頻率運行的三角形或斜升與斜降波形進行比較。此在所述載波頻率下形成脈沖流。在載波頻率的每一周期內，PWM脈沖的工作比與音頻信號的振幅成比例。PWM是具有吸引力的，因為其允許數百千赫的PWM載波頻率下的100dB或較佳音頻帶SNR足夠低以限制輸出級中的切換損耗。而且，許多PWM調制器在高達接近100％調制下是穩定的，從而在概念上準許高輸出功率高達過載點。因此，期望利用給定模擬輸入信號調整三角波的振幅(高度)及斜率以實現PWM調制器的最優性能。

發明內容

因此，需要一種自動產生具有參數(例如斜變速率及電壓電平)的三角形波形的脈沖密度調制(PDM)數/模轉換器(DAC)，所述參數可由用戶在所述PDM DAC的數字邏輯中設定。

根據一實施例，一種具有三角波產生的脈沖密度調制數/模轉換器(PDM DAC)可包括：脈沖密度調制(PDM)產生器；低通濾波器，其耦合到所述PDM產生器的輸出；及三角波產生器，其具有可耦合到所述PDM產生器的輸出，其中所述PDM產生器的所述輸出可由所述三角波產生器所產生的數字值確定。

根據另一實施例，所述三角波產生器可產生單調增加的數字值直到可達到最大數字值為止，接著其可產生單調減小的數字值直到可達到最小數字值為止。根據另一實施例，所述單調增加的數字值可從所述最小數字值變為所述最大數字值，且所述單調減小的數字值可從所述最大數字值變為所述最小數字值。根據另一實施例，所述單調增加的數字值及所述單調減小的數字值可重復。根據另一實施例，所述最大數字值可為可編程的。根據另一實施例，所述最小數字值可為可編程的。根據另一實施例，所述單調增加的數字值的改變速率可為可編程的。根據另一實施例，所述單調減小的數字值的改變速率可為可編程的。

根據另一實施例，來自所述PDM產生器的脈沖密度可與所述數字值成比例。根據另一實施例，來自所述低通濾波器的輸出可提供模擬三角波。根據另一實施例，所述單調增加的數字值的改變速率可確定模擬三角波形的正斜率。根據另一實施例，所述單調減小的數字值的所述改變速率可確定所述模擬三角波形的負斜率。根據另一實施例，所述最大數字值可確定所述模擬三角波形的最大振幅。根據另一實施例，所述最小數字值可確定所述模擬三角波形的最小振幅。

根據另一實施例，所述PDM產生器可包括：累加器；遞增寄存器；加法器，其具有耦合到所述累加器的輸入的輸出、耦合到所述遞增寄存器的輸出的第一輸入及耦合到所述累加器的輸出的第二輸入；及觸發器，其具有耦合到來自所述加法器的進位輸出的輸入。根據另一實施例，所述低通濾波器可具有至少一個極。根據另一實施例，所述低通濾波器可包括至少一個電阻器及至少一個電容器。