採用交織信號進行脈衝寬度調製紋波抑制的放大器的製作方法

2023-09-25 18:26:50 2

專利名稱：採用交織信號進行脈衝寬度調製紋波抑制的放大器的製作方法
技術領域：
本發明主要涉及放大器，更具體地，涉及採用交織信號進行PWM紋波 抑制的交織放大器。
背景技術：
通過集成作為開關的輸出器件，而不是集成必須消耗大量功率的線性器 件，音頻應用中已經使用脈衝寬度調製(PWM)放大來提高效率。在PWM 放大器中，音頻輸入信號被轉換為脈衝寬度調製波形。為此，向放大器提供 音頻信號，以基於，例如，音頻信號的幅度來調整超聲波矩形波形的寬度。 使用已調製的波形來驅動一個或多個作為開關的輸出器件，這些輸出器件或 者是完全飽和的或者是關斷的。通常利用開關功率電晶體來實現輸出器件， 將它們排列成半橋對，從該半橋對中的一個器件將正電壓切換到輸出端，同 時另一器件將負電壓切換到輸出端。可以向低通濾波器的輸入端提供切換後 的輸出信號，以試圖消除超出所希望的輸出波形的頻諳的諧波信號和旁帶信 號。使用經過濾波的模擬信號來驅動諸如揚聲器等負載。
一組脈沖寬度調製放大器架構，被稱為D類放大器，理論上具有100% 的效率，因為，輸出電晶體或者完全開，或者完全關。然而，這些放大器可 能有問題，因為，必須精確控制電晶體的開關時間。在D類放大器中，開關 以時間交替的方式工作。理想地，開關被精確地定時，使得一個電晶體瞬時 關斷，同時另一個電晶體瞬時接通。如果開關不是精確定時的，正的和負的 開關器件可能同時接通，導致高"直通(shoot-through)"電流，這將破壞放大 器系統中下一級的電路。因此，實際中，可以在一個電晶體關斷和另一個晶 體管接通的時刻之間有意地引入延遲。兩個開關都沒有接通時的兩個開關的 導通間隔之間的時間被稱為死時間(deadtime)。死時間可能導致變形，因此， 應該被最小化。相反，此時間量不充分則會導致不希望出現的直通電流。
可從位於印地安納州的埃爾克哈特的Crown Audio International購買到 解決直通電流和死時間問題的放大器。將一些CrownAudio放大器中使用的
10放大器架構被稱作各種不同的名稱，包括反向電流放大器、平衡電流放大器
(BCA )，以及"I類，，放大器。在該放大器架構中，對應於已調製的波形
的正負開關脈沖在時間上互相交織。當音頻輸入信號處於零點交叉時，即，
在這種情況下在放大器輸出端不提供信號，此交織脈衝以50%佔空因數的重 疊方式將開關接通和關斷。於是，通過開關相互直通連接的正負電源相互抵 消，從而提供零輸出信號。當待放大的進入信號超過零點交叉並進入正電壓 狀態時，交織脈衝的佔空因數是，使得直通連接正電源的開關的佔空因數增 大。當進入信號降到零點交叉以下並進入負狀態時，發生相反的情況。
儘管此反向電流放大器架構相比常規的PWM放大器提供了顯著的改 善，但仍然可以對此架構進行改善。例如，如將在以下進一步闡明的，可以 通過使用智能設計的反饋系統來對利用相互交織的多個反向電流放大器的 放大系統的失真結果進行改善。

發明內容
以下描述具有改善的失真特性的放大器。該放大器包括交織PWM放大 器，該交織PWM放大器響應於修改的輸入信號和一個或多個載波信號而生 成交織的PWM脈衝。放大器的交織PWM脈沖被用來驅動功率級，諸如反 向電流功率級。此放大器還包括交織PWM發生器，該交織PWM發生器響 應於修改的輸入信號和一個或多個另外的載波信號而提供交織PWM脈沖。 PWM發生器使用的載波信號的相位可以不同於交織PWM放大器用來生成 交織PWM脈衝時所使用的載波信號。在生成修改的輸入信號時使用 一個或 多個反饋電路。更具體地，(一個或多個)反饋電路基於待放大的輸入信號 和交織PWM發生器的交織PWM脈衝，生成修改的輸入信號。
可以使用多個反饋電路。為此，可以實現第一反饋電路來反饋交織放大 器的功率級的輸出，以生成第一反饋信號，同時，可以實現第二反饋電路來 反饋PWM發生器的交織PWM脈衝，以生成第二反饋信號。可使用組合器 電路來組合輸入信號、第一反饋信號和第二反饋信號，以生成修改的輸入信 號。
可控制各個放大器部分的信號傳遞特性，以滿足所期望的失真降低程 度。例如，可組合交織PWM放大器和第一反饋電路，以表現出第一信號傳 遞特性，同時，可組合交織PWM發生器和第二反饋電路，以表現出第二信號傳遞特性。可選擇第一和第二轉移特性，使得它們之間的比例在放大器的輸出波段的至少預定部分上與Nl和nn之間的比值相同，其中，Nt是交織
PWM發生器的交織階數，nn是交織PWM放大器的交織階數。在一些放大器實現方式中，交織PWM放大器的交織階數可以是一 (沒有交織)。
在研究下面的附圖和詳細說明之後，本領域技術人員將會明白本發明的其它系統、方法、特徵以及優點。所有這樣的其它系統、方法、特徵以及優點都應當包含在該描述中、屬於本發明的保護範圍，並通過下述的權利要求得到保護。


參考以下附圖和說明可以更好地理解本發明。不需要對圖中的組件進行比例縮放、強調，通過這些組件的布置即可闡明本發明的原理。並且，在這些附圖中，同樣的附圖標記表示不同視圖中的相對應部件。
圖l是可用於實現圖3到5所示的放大器系統的交織放大器的一個例子的示意性框圖2是示出圖1所示的交織放大器的操作的信號圖3是使用從載波生成的交織PWM反饋信號的放大器的一個例子的框圖，其中，此載波的相位不同於用來生成提供給放大器的功率級的PWM驅動信號的載波；
圖4是使用從載波生成的交織PWM反饋信號的放大器系統的另一例子的框圖，其中，此載波的相位不同於用來生成提供給放大器的功率級的PWM驅動信號的載波；
圖5是使用從載波生成的交織PWM反饋信號的放大器系統的又一例子的框圖，其中，此載波的相位不同於用來生成提供給放大器的功率級的PWM驅動信號的載波；
圖6是使用交織PWM反饋信號的放大器系統的另 一例子的框圖，其中，可由衰減電路和延遲電路的特性來確定反饋信號的所希望的特性；
圖7示出了可用來實現圖3到6所示的一個或多個放大器系統的一些相關操作；
圖8示出了可用來實現圖3到6所示的一個或多個放大器系統的一些相關操作，其中，除了交織PWM反饋信號之外，還使用放大器功率級的輸出
12信號來生成提供給交織PWM放大器的修改的輸入信號；
圖9是使用交織PWM信號進行PWM紋波抑制的另 一放大器系統的框
圖IO示出了用來實現圖9所示的放大器系統的一些交織操作。
具體實施例方式
為了理解以下闡明的範例交織放大器系統，對更常規的PWM放大器的輸出信號頻譜進行理解是有幫助的。更具體地，自然的雙邊PWM處理的輸出信號頻譜可表示
f化)《 1
V 2 」 、2 」
(公式1)_M是調製指數，其中，OSMSl.O①s是信號頻率，單位為弧度/秒C0c是PWM載波/開關頻率，單位為弧度/秒V。是PWM波形的峰輸出電壓m是載波頻帶的整數諧波級次1 S m S oo
n是旁帶級次-oo S n S a)
首項餘弦項是處理所希望的信號，其輸入是弧度頻率C0s的餘弦，其幅度相對於調製三角波形的比例是M。以單位幅度餘弦形式給出三角波形如下
v(/) = ~y Z iCos(mwc/) (公式2)
"m=l,3,5..W
公式1的第二部分由調製三角波的諧波(m)和各個諧波附近的旁帶對(±n)組成。各個旁帶的幅度由第一類貝塞爾函數Jn (n階)、調製指數M的函數，以及諧波級次m給出。由於m和n總是整數，所以正弦乘積項具有三個可能數值-1、 0和+l。當m+n是偶數時，正弦項是零，沒有旁帶。類似地，在理想情況下，當11=0時，沒有載波。換言之，偶次諧波僅具有由信號頻率的奇數倍隔開的旁帶，而奇次諧波僅具有包括載波諧波的信號頻率的偶數倍數。
13在常規PWM放大器中，n=l的旁帶反饋產生增益誤差而不是失真。n=0並且m為奇數的項產生DC偏移誤差。當產生位於放大器的信號通頻帶中的互調信號時，這些信號導致諧波失真。對於音頻放大器，信號通頻帶可以小於或等於20KHz,但在高端音頻系統中，常常可以高達40KHz。可以度量並使用落在通頻帶之外的信號作為放大器性能的指標。
一種減小PWM放大器輸出信號的頻譜中不希望的信號的方式是，使用利用交織PWM脈沖進行切換的功率級。當利用天然雙邊PWM實現時，這樣的交織可以導致在諧波級次的擴展範圍上對不希望的信號進行顯著抑制。進一步，這樣的交織將導致對不是以放大器的交織次數N為模數的頻帶進行顯著的旁帶抑制。
圖1示出了可用於實現交織放大器系統的示例性反向電流放大器， 一般性地用附圖標記100表示。圖示的系統包括脈衝寬度調製部分105和反向電流驅動部分110。脈衝寬度調製部分105包括輸入部分113，此輸入部分113包括誤差放大器115。誤差放大器115接收待放大的音頻信號Vin以及反饋信號Vfb。誤差放大器115從音頻信號Vin中減去反^t齎信號Vfb，以在其輸出端生成修改的輸入信號+Vmod。此輸出信號被提供到倒相電路120的輸入端，倒相電路120生成與+Vmod的相位約相差180度的輸出信號-Vmod。
分別向正脈衝調製器電路130和負脈沖調製器電路125的輸入端提供+Vmod和-Vmod。調製器電路130和125利用由載波發生器140在一個或多個線路135上提供的載波信號來對他們各自的輸入信號+Vmod和-Vmod進行調製。當使用系統100用於音頻放大時，載波信號可以被實施為超聲波頻率三角波。也可以使用其它載波信號類型，這取決於特定的應用。
向反向電流驅動部分110提供正脈衝調製器130的輸出作為輸入，以控制開關器件160的狀態。如圖所示，使用開關器件160通過處於導通狀態的低通濾波器將正電壓+Vcc直通連接到負載。此例中的低通濾波器由電感器165和電容器155組成。類似地，負脈沖調製器125的輸出被設置成作為反向電流驅動部分110的輸入，以控制開關器件145的狀態。如圖所示，使用開關器件145通過處於導通狀態的另一低通濾波器將負電壓-Vcc直通連接到負載。此例中的另一低通濾波器由電感器150和電容器155組成。電感器150和165二者具有相同的電感值和特性。例如，可利用一個或多個各種不同的開關電晶體技術來實現開關器件145和160。 二極體170和175在切換操作期間作為續流二極體。
圖2示出了圖1所示的反向電流放大器中生成的不同波形之間的關係。
此例中所示出的單個三角載波波形205 (Vcar)的中心是0V,並以附圖標記210表示以點線示出的修改的輸入信號+Vmod。分別通過波形215和220示出了提供給開關160和145的脈沖信號。向驅動電路提供脈衝信號215和220,以生成切換的電源電壓，該圖中示為225 (Vcombined)，該電壓可以經過，例如，濾波、處理等，以提供給負載。
為了〈更於說明，在圖2的t0到t3時間段中，圖中示出修改的輸入電壓210在0V的相對電平處。此時間段期間，信號215和220具有相同的幅度和持續時間。結果，切換的電源電壓225保持為0V。然而，在時刻t3和t4之間，修改的輸入信號205轉變到0V以下，並且這種情況持續到時刻.t5。修改的輸入信號205的電平的這種改變導致脈衝信號215和220的佔空因數出現對應的改變，這又導致生成了波形225中示出的負向的脈衝。類似地，在時刻t5和t6之間，修改的輸入信號205轉變到OV以上，這種情況下持續到時刻t7。修改的輸入信號205的電平的這種改變同樣導致脈衝信號215和220的佔空因數出現對應的改變。在後一種情況下，佔空因數的改變導致生成了波形225中示出的正向的脈沖。
下式給出了這樣的交織PWM放大器的輸出頻鐠
』MF。co如)+ P^Z々
E, i A^ iV;r . 、戶卞 " / 、T 、M=_m 、2J、 2 J
(公式3)
其巾
N是整數交織階數，lsN^oo;並且pN是整數諧波數，並且lspsoo。
當N=l時，以上表達式與(公式1 )相同，這也符合預期。在(公式1 )中出現m的位置，現在出現的是pN，這表明交織架構已經理想地抑制了不以N為模數的m次諧波的所有頻帶。那些保持為N的整數(p )倍的頻帶(m)理想地具有與(公式1 )相同的旁帶和載波諧波。
前述交織放大器分析揭示了交織PWM放大器具有自濾波特性，這使得該放大器能夠從信號通路中選擇性地去除PWM頻譜的整個頻帶。增加放大器的交織階數N會導致，從切換的功率級提供的切換的電源輸出信號中殘餘的PWM頻i普的幅度相應地減d 、並且其頻率相應地增加。可以乂人切換的電源信號中容易地過濾出這些低幅高頻的頻譜殘餘，以生成所希望的輸出信號，以提供給負載，其中，所希望的輸出信號組成放大器輸入信號的忠實放大版
本，僅有有限的失真。可以利用交織PWM脈衝來進一步減少由PWM頻譜殘餘引起的所希望的輸出信號的惡化，以增強對攙雜在PWM頻譜中的低功率信號的濾波。該增強對低功率信號的濾波的方法可以與，例如， 一種或多種反饋方法相組合。
圖3中示出了放大器300的一個例子，其採用交織PWM脈沖來增強對低功率反饋信號的濾波，否則，這些低功率反饋信號可能會與調製PWM載波信號的頻譜攙雜。此例中，放大器300包括交織PWM;故大器305， PWM放大器305可包括脈沖寬度調製器310、輸出驅動器315，以及輸出濾波器320。脈衝寬度調製器310基於修改的輸入信號325以及載波發生器335提供的一個或多個載波信號330，為輸出驅動器315生成交織PWM脈沖。可以以如圖1所示的方式生成交織PWM脈衝，可以至少部分地基於由4,改的輸入信號325調製的載波信號330的個數，將該交織PWM脈沖擴展至交織階數NN。載波信號330可以是具有不同相位但有相同幅度的多個三角波形的形式。可以選擇載波信號330的相位，使得它們對應的信號向量等分單位圓。
輸出驅動器315可包括圖1所示的類型的一個或多個切換功率級。如圖1所示，使用由PWM調製器提供的交織PWM脈衝來接通和關斷功率切換器件，諸如開關電晶體等。可以向輸出濾波器320的輸入端提供從輸出驅動器315輸出的作為結果的切換的功率輸出。輸出濾波器320可包括一個或多個濾波器，從而在向負載345提供所希望的信號340之前，去除超出放大器300的期望通頻帶的信號。輸出濾波器320中也可以包括將輸出驅動器315的多個切換的功率信號相互組合以提供給負載345所需的任何組件。
儘管交織PWM放大器305的交織架構使放大器300具有交織架構所固有的自濾波特性，也可以在放大器300中採用其它測量，以減小所希望的輸出信號340中不希望出現的諧波、旁帶等。例如，可以使用來自PWM輸出驅動器315的輸出端的所希望的輸出信號340和/或信號343的負反饋，來校正放大器300的不太理想的實現中所出現的非線性和/或隨機的缺陷。當利用實際組件實現放大器300時，自然會出現這樣的缺陷，這可能與理論電路分
16析中經常使用的那些組件的理想化表示不同。
在所示的例子中，通過引導來自PWM輸出驅動器315的輸出端的所希 望的輸出信號340和/或信號343通過反饋信號通道350,在組合器電路355 的輸入端生成一個或多個負反饋信號353。可以利用反饋信號通道350中的 組件處理來自PWM輸出驅動器315的輸出端的所希望的輸出信號340和/ 或信號343,從而以一種或多種不同的方式生成反饋信號353。例如，可以 利用通路350的組件對來自PWM輸出驅動器315的輸出端的所希望的輸出 信號340和/或信號343進行濾波、時間延遲、相位延遲、縮放等。圖3所示 的組合器電路355從輸入信號360中減去反饋信號353，以完成對負反饋操 作的追蹤。輸入信號360可以組成直接提供給放大器300的信號，以進行放 大，或者可替代地，可以組成處理後的信號，以進行放大，此處理後的信號 對應於被直接提供給放大器300的信號。
如上所述，放大器300還採用交織PWM脈衝來增強對低功率信號的濾 波，否則，該低功率信號可能會與脈衝寬度調製器310所使用的調製PWM 載波信號的頻譜攙雜。在圖3所示的例子中，交織PWM發生器370將交織 PWM脈衝380提供到另一反饋信號通道375的輸入端。反過來，反饋信號 通道375向組合器電路355的輸入端提供一個或多個其它反饋信號385,在 組合器電路355,從輸入信號360和負反饋信號353中減去此信號，以生成 修改的輸入信號325。可以利用反饋信號通道375中的組件處理交織脈沖 380，從而以一種或多種不同的方式生成反饋信號385。例如，可以利用通路 375的組件對交織脈沖進行濾波、時間延遲、相位延遲、縮放等。
脈衝寬度調製器370基於載波發生器335所提供的修改的輸入信號325 和一個或多個載波信號390,為反饋信號通道375生成交織PWM脈沖380。 可以以如圖1所示的方式生成交織PWM脈衝，至少可以部分地基於由^多改 的輸入信號325調製的載波信號390的個數將該交織PWM脈沖擴展至交織 階數NL。載波信號390可以是具有不同相位但有相同幅度的多個三角波形 的形式。進一步，載波信號390的相位可以不同於載波信號330的相位。可 以選"^載波信號330和390的相位，使得它們對應的信號向量等分單位圓。
圖4是示出放大器300的示例性轉移特性的信號流程圖。此例中，放大 ,器系統400接收輸入信號Ein,並生成放大的輸出信號Eout。在功率放大器 的情況下，輸出信號Eout將向諸如揚聲器等負載傳送能量。也可以在輸出
17載之間增加濾波。
塊405表示具有信號傳遞特性GN的交織PWM放大器。由塊405表示的 交織PWM放大器可以具有通過負反饋而被校正的一些非線性和/或隨機缺 陷。因此，通過反饋塊410處理輸出信號Eout，該反饋塊410具有信號傳遞 特性Hn。反饋塊410的輸出被提供到信號組合器415的輸入端，在這裡， 從輸入信號Ein中減去該輸出，作為處理的一部分，此處理用來在信號組合 器415的輸出端生成修改的輸入信號420。如圖所示，塊405使用修改的輸 入信號420來生成輸出信號Eout。
塊425包括圖3的脈衝寬度調製器370,並具有信號傳遞特性GL。此例 中，塊425可以是線性、低噪的增益塊，其輸出由塊430進行處理，其中塊 430具有信號傳遞特性HL。接著，又通過組合器電路415從輸入信號Ein中 減去塊430的輸出，作為用來生成修改的輸入信號420的處理的一部分。
可以選擇塊430的信號傳遞特性HL，使得GL Hl在放大器400的輸出 帶寬的至少預定部分上標稱(nominally)與GN 'Hn成比例。在很多情況下， 在設計的放大器的整個帶寬上基本可以維持此比例性。在選擇信號傳遞特性 HL時，可以考慮塊405和425的交織階數。假定塊405具有交織階數NN, 假定塊425具有交織階數NL。於是，放大器400的反饋系統交織階數為NN+ Ni= Ns。當GN ■ Hn與GL . Hl的比例約等於Nn與Ni的比例時，系統交織 階數為Ns的放大器的旁帶消除屬性被增強。因此，可以根據該屬性來選擇 信號傳遞特性Hl。
在GN Hn和GL Ht之間實現所期望的比例也需要對塊425或塊430的 輸出加以延時。此增加的延時可以用來補償與對塊405的功率級中的開關進 行驅動相關聯的固有延時。可替代地，或者附加地，可以在塊425和430的 一個或兩者中包含延時補償。
可以是Nn二1。這樣的情況下，塊405沒有交織，系統中唯一的交織階數 是由塊425提供的，其中，NL>0。參考圖3所示的放大器300，可以僅通過 用標準的非交織的PWM放大器取代交織的PWM放大器305來構建這樣的 系統。雖然進行了這樣的替換，但當採用通過信號通路375的交織脈衝380 的反饋時，可實現旁帶和諧波信號的降低。
從反饋交織的觀點來看，哪一個相位向量代表塊405和425中調製的載 波信號並不重要，只要Ns向量均分單位圓並具有基本相等的幅度即可。在一種實現中，塊405中使用的相位向量均分單位圓，並且塊425的相位向量 均分塊405的相位向量之間的角度。使用這樣的相位向量配置有助於最小化 驅動塊405功率級的調製器中的噪聲所引入的誤差。
通過擴展它們的細節級別可以詳細描述塊405和425中的每一個，從而 展示各塊中出現的交織結構。在一些情況中，可以通過使用並行系統實現塊 405和425中的交織結構。然而，可以由串聯交織元件實現交織結構。例如， 可以利用輸出電路與負載串聯的兩個半橋交織放大器實現經典的全橋功率 轉換器。
對放大器400以及其對應的信號傳遞特性進行分析，得到如下的閉環增 益公式二
￡/" — (l + (V^ + ^7/w) (公式4) 此公式中，在分母中表示出反饋因子，其中G.H項佔支配地位。由於 這些項與NN和N^的數值有關，隨著NJ (NL+NN)的值的增加，反饋因子 減小。於是，當估計反饋系統的穩定性時，需要考慮Nl和Nn的數植。當 Nt的數值不顯著大於NN時，系統穩定性最好。例如，可以選擇NL的數值，
使其等於nn的值的兩倍。然而，容易理解，Nl和nn之間也可以採用其它
關係，同時仍保持系統的穩定性。
從使信號傳遞特性Hl儘可能地與負反饋信號的信號傳遞特性Hm儘量多 地相同的觀點來看，G「Hl與Gn . Hn的匹配/比率可以被逼近。該逼近可 以用來減小圖4所示的反饋架構的成本和複雜度。圖5示出了一般性地以500 表示的系統中的這樣的逼近。如圖所示，塊405的輸出被提供給信號傳遞特 性為a的信號衰減器505的輸入端，塊425的輸出被提供給延時值為At的 延時電路510的輸入端。信號衰減器505可用來補償輸出增益的差異，因為， 信號傳遞函數GN的輸出和增益通常大於期望的信號傳遞函數G^由於塊405 中使用的功率級傾向於具有明顯的傳播延時，如果兩個信號通路以合適的比 例匹配，可能需要對此延時進行補償，延時電路510在塊405和425的輸出 信號之間提供時間補償。組合器電路525將衰減信號515和延時信號520彼 此相加，以生成反饋信號530。塊535具有信號傳遞特性H,並表示反饋信 號530可能經受的可選的信號處理和/或不希望出現的信號失真。塊535的輸 出是初級反饋信號540,組合器電路545將該初級反饋信號540與輸入信號
19Ein組合，以生成》務改的輸入信號420。在系統500中，可以通過調整oc、 Gn和Gl之中的參數來得到想要的Nn與Nl的比但。
可以在多通道放大器中使用圖5所示的系統500,此放大器中可能已經 存在用於較高階的交織的調製波形。例如，在每個通道中已經具有兩階交織 的雙通道^L大器中，第二通道可具有與第 一通道所使用的調製波形在時間上 正交形成的調製波形，從而得到四階交織的通道之和輸出橋接。這種情況下， 塊425的PWM調製器僅需要使用兩個比較器，並可以對其提供與塊405的 調製器中所使用的比較器相同的主信號輸入。 一旦將延時加到塊425的比較 器輸出上，這些輸出信號就已經處於準備就緒而可以與來自主輸出端的信號 的衰減版本進行組合的狀態。
根據設計標準，除了理想化的PWM調製處理，可以將信號傳遞函數 G^當作完全線性的。然而，也可能希望有意地在Gl中加入非殘性，以有助 於校正信號傳遞函數Gn的非幾性。當兩個信號傳遞函數的誤差的形式相同 時，則不會由於該與失真校正有關的技術而導致有效反饋因子的減小。如果 對G^的失真估計過高，則輸出中可能出現一些局部位置的失真零位。在這
樣的系統中，信號傳遞特性GL所表現出的失真可能自然地顯得類似於信號
傳遞特性Gw所表現出的一些失真，因為產生傳播延時的機制也引入了一些 這兩者共有的失真。因此，如果將塊425和/或延時電路510兩者或者其中之 一設計為包括一些與塊405中所生成的相同的傳"t番失真特性，則將在信號 515和520中發現類似的失真。最後，將使用這些失真來生成修改的輸入信 號420，並且，導致輸出信號Eout中的傳播延時失真的影響降低。
可以在模擬域、數字域或者兩者的組合中實現前述系統。圖6示出了可 以在組合域中實現這樣的系統的一種方式。如圖所示，；故大器系統600包括 調製器部分603和切換電源部分605。切換電源部分605包括反向電流開關 電路607,該反向電流開關電路607對從調製器部分603提供的PWM脈衝 驅動信號610做出響應。可將反向電流開關電路607的輸出提供給求和電路 /輸出濾波器613,接著，此濾波器613將所希望的輸出信號615提供給負載 617。可通過將所希望的輸出信號615提供給調製器部分603的組合器電路 620的輸入端來將該信號用於負反饋。可替代地，或者附加地，可將反向電 流開關的輸出端處所提供的驅動信號沿著線路619提供給組合器電路620的 輸入端，以用於提供負反饋。組合器電路620也接受一個或多個線路657處的信號。組合器電路620的輸出被提供到一個或多個線路623處，接著，被 提供到模擬-數字轉換器625的輸入端。在被提供給模擬-數字轉換器625之 前，信號623可以經過縮放、濾波，或者在模擬域中進行處理，從而，如果 需要，可以簡化數字域中的進一步反饋處理。
模擬-數字轉換器625在一個或多個線路627上提供輸出信號，該一個 或多個線路627與信號623對應。由反饋處理器650對這些輸出信號以及數 字信號630進行數字處理，以生成修改的輸入信號633。數位訊號630對應 於模擬信號輸入635，其中模擬信號輸入635已經通過模擬-數字轉換器637 被轉換為數字格式。輸入信號635可組成直接提供給放大器600的信號，以 用於進行放大，可替代地，輸入信號635可組成處理後的信號以用於進行放 大，此處理後的信號對應於直接提供給放大器600的信號。
調製器部分603包括多相載波發生器640,該多相載波發生器640生成 將利用修改的輸入信號633進行PWM調製的各種載波信號的數字表示。在 圖示的系統中，第一集合的一個或多個模擬載波信號的數字表示643被提供 到交點預測器645的輸入端。第二集合一個或多個模擬載波信號的數字表示 647 ^f皮提供到交點預測器651的輸入端。該數位化的載波信號643和647可 對應於三角調製器信號。由數位化載波信號643表示的模擬載波信號的相位 不同於由數位化載波信號647所表示的模擬載波信號。在圖示的實現中，由 數位化載波信號643表示的模擬載波信號可以具有等分單位圓的相位向量。 類似地，可選擇由數位化載波信號647表示的模擬載波信號，使得它們在與 數位化載波信號643所表示的模擬信號對應的相位向量之間的角度處均分單 位圓。
可通過交點預測器645對修改的輸入信號633與數位化載波信號643進 行比較，以確定信號633和數位化載波信號643將要相交的位置。可在預期 時間交點的兩側使用多個輸入數據樣本，來計算交點。例如，可以利用數字 信號處理器中實現的插值/求根軟體來計算交點的確定。類似地，可通過交點 預測器651對修改的輸入信號633與數位化載波信號647進行比較，以確定 信號633和數位化載波信號647將要相交的位置。向脈衝發生器653提供指 示信號633和643之間的交點的凝:據，以生成交織PWM脈沖610。
可以以一些不同的方式使用指示信號633和647之間的交點的數據，以 實現所期望的反饋效應。例如，可以向脈沖發生器655的輸入端提供交點數據，以生成提供到組合器電路620的輸入端的交織PWM脈沖657。可替代 地，可以將交點預測器651的數字輸出直接饋送到反饋處理器650。更進一 步地，可以對交點預測器651、脈沖發生器655,和/或組合器電路620的輸 出採用中間處理，以執行，例如，所期望的Nn與Nl的任何比例匹配。
例如，可以在^^共集成電路基板上集成放大器600的許多元件。例如， 可以利用數位訊號處理器和相應軟體實現調製器部分603的許多元件。類似 地，如果在模擬域中實現任意前述放大器系統的調製器和反饋元件，可以將 它們有效地實現在公共集成電路基板上。
圖7示出了可用於實現前述放大器中的一種或多種的一些相關操作。如 圖所示，在塊705處，從修改的輸入信號生成初級交織PWM脈衝。在塊710 處，使用初級交織PWM脈衝來驅動交織PWM放大器的功率級。在塊715 處，生成次級交織PWM脈衝。次級交織脈沖是利用一種或多種載波信號生 成的，此載波信號的相位不同於在塊705處用來生成初級交織PWM力永衝的 載波信號。在塊720處，從輸入信號以及初級和次級交織PWM脈沖生成用 於塊705的修改輸入信號。
圖8示出了可用於實現前述放大器中的一種或多種的另 一組相關操作。 如圖所示，在塊805處，從修改的輸入信號生成初級交織PWM脈沖。在塊 810處，使用初級交織PWM脈衝來驅動交織PWM放大器的功率級。在塊 815處，生成次級交織PWM脈沖。次級交織脈衝是利用一種或多種載波信 號生成的，此載波信號的相位不同於在塊805處用於生成初級交織PWM脈 沖的載波信號。在塊820處，通過組合輸入信號、次級交織PWM脈沖以及 與從放大器的功率級提供到例如負載的輸出信號相對應的反饋信號，生成在 塊805處使用的修改的輸入信號。
圖9示出了另一種》文大器系統900，其採用交織PWM信號進行PWM 紋波抑制。可以在衝莫擬域、數字域以及這兩者的組合中實現系統900。此例 中，在轉換器905的輸入端處提供將由系統900放大的信號902。向交織PWM 發生器907的輸入端提供轉換器905的輸出。當交織PWM發生器907被實 現為數字電路時，轉換器905可以是在通過放大器系統900的整個信號通路 上具有全解析度和線性的模擬-數字轉換器。在模擬實現中，轉換器905可 以被實現為增益級，其適用於輸入信號濾波器中的主要輸入級別，以避免與 PWM調製處理相混淆。
22交織PWM發生器907響應於從轉換器905提供的信號來提供初級交織 PWM脈衝集合和次級交織PWM脈衝集合。在線路909上提供初級交織 PWM脈衝集合，並且初級交織PWM脈沖集合具有交織階數N。在線路910 上提供次級交織PWM脈衝集合，並且次級交織PWM脈衝集合具有交織階 數L。交織PWM發生器907利用載波信號來生成初級交織PWM脈衝集合， 該載波信號在相位上不同於用來生成次級交織PWM脈衝集合的載波信號。 此例中，交織階數N=L並且N> 1 。
初級交織PWM脈沖集合被提供到交織PWM校正器912的輸入端。 PWM校正器912響應於線路914上4是供的一個或多個校正信號，調整初級 交織PWM脈衝集合的脈沖寬度，以生成校正後的PWM驅動信號N，。接著， 使用校正後的PWM驅動信號N，來驅動交織PWM輸出級916的輸出開關晶 體管。由交織PWM輸出級916通過輸出濾波器918向諸如揚聲器等的負載 提供PWM已調製信號N"。
線路914上的校正信號是從與線路910上的次級交織PWM脈衝集合對 應的一個或多個前饋信號得到的。此外，可以從與PWM已調製信號N"對 應的一個或多個反饋信號得到校正信號，該PWM已調製信號N"是從交織 PWM輸出級916的輸出端提供的。系統900既採用前饋電路通路，又採用 反饋電路通路，以便於從次級交織PWM脈衝集合和PWM已調製信號N" 這兩者來獲得(一個或多個)校正信號。為此，在線路910上，次級交織 PWM脈沖集合被提供到轉換器920的輸入端。轉換器920提供具有適當的 響應和幅度的PWM波形，用來與PWM已調製信號N"的縮放版本相組合。 在數字實現中，轉換器920將數字代碼轉換為相關寬度的模擬脈衝波形。在 模擬實現中，轉換器920可以對線路910上的脈沖進行信號縮放。轉換器920 的輸出可通過具有傳遞函數HL的增益級924被提供到求和電路922的正極 端子。傳遞函數HL可對應於衰減和/或濾波操作，該衰減和/或濾波操作被設 計成用來確保在次級交織PWM脈衝集合和PWM已調製信號N，，之間存在 適當的關係。然而，應理解，轉換、增益和/或濾波等任何操作可以在單個功 能塊中執行，也可以在多個功能塊之間以不同的方式劃分。於是，系統900 的前饋通路中使用的組件僅示出了可以實現這種操作的 一種方式。
可以通過增益級926向求和電路922的負極端子的輸入端提供PWM已 調製信號N"。此例中，增益級926具有傳遞函數HN。傳遞函數HN可對應
23於衰減和/或濾波衝喿作，該衰減和/或濾波操作被設計成用來確保在PWM已
調製信號N，，和次級交織PWM脈衝集合之間存在適當的關係。
求和電路922從增益級924的輸出端的信號減去增益級926的輸出端的 信號，以生成一個或多個誤差信號928。該(一個或多個)誤差信號是從交 織PWM發生器907提供的理想PWM信號輸出和在交織PWM輸出級916 的輸出端處提供的PWM已調製信號N"之間測量的誤差。誤差信號928被 具有傳遞函數HE的誤差放大器930放大，並且可選地，可被轉換器932轉 換為適當的形式，以提供給交織PWM校正器912。如果交織PWM校正器 912被實現為數字電路，則轉換器932可包括模擬-數字轉換器，該模擬-數 字轉換器將來自誤差放大器932的模擬輸出轉換為適當的數字格式，以輸入 到交織PWM校正器912。可以將這種模擬-數字轉換器的轉換時間選擇成非 常快，從而避免給反饋環增加大量相位滯後。此外，這樣的轉換器的動態範 圍可以很大。雖然誤差信號的大小應該小於主信號的大小，但由未穩壓的電 源導致的誤差仍然相當大。與交織PWM輸出級916的增益級聯的誤差放大 器930的傳遞函數He和侍遂函數HN應該被選擇為滿足奈查斯特穩定性標 準。
相對於由交織PWM發生器907生成的初級交織PWM信號集合909， 可以對次級交織PWM信號集合910進行延遲。如果N=L，則次級交織PWM 信號集合910可構成初級交織PWM脈衝集合的延遲版本。可通過，例如， 轉換器920、增益級924和/或利用獨立的延時電路引入該延時。延時的大小 可以被選擇為對應於通過交織PWM輸出級916的預期信號延時。初級交織 PWM脈衝集合的相位可以被確定為均分單位圓。這樣，被用作參考信號的 次級交織PWM脈衝集合的相位也可以被確定為均分單位圓，僅在相位上比 初級交織PWM脈沖集合稍樣i滯後。
實現誤差放大器930，使其有利於生成具有高集成度的條件穩定的反饋 系統。為此，可以利用高階無源RC差分器來實現誤差放大器930，以用於 一個高增益反相放大器周圍的反饋。在該反饋網絡附近可以使用有源箝位電 路，以抑制在系統過載期間所出現的失控的輸出。
增益級924和926可以在內部組合它們的交織輸入，並將其傳送到它們 的輸出端進行求和。這樣，在這兩個增益級中的任一個的輸出端處沒有圖9 所示的信號計數。這兩種形式在線性網絡中是邏輯上等效的。這兩種信號通路可具有相同的相對幅度和相位響應，以允許它們在交織PWM輸出級916 沒有誤差時產生零差值。
增益級926也可以從輸出濾波器918接收低通濾波後的輸入937。這可 以利用高階遠程感應方法來容易地完成，此方法中，高頻信號通^各來自交織 PWM輸出級916,並且低頻信號通路來自輸出濾波器918 。
圖10是示出在採用交織PWM信號進行PWM紋波抑制的系統中可能執 行的一些相關操作的流程圖。如圖所示，在塊1005，生成交織PWM信號N 的第一集合，並在塊1010,生成交織PWM信號L的第二集合。可以同時執 行塊1005和1010所示的操作。通過利用待放大的信號來調製編號為N的載 波信號，生成塊1005所示的第一集合的交織PWM信號，並且通過利用待 放大的信號來調製編號為L的載波信號，生成塊1010處的第二集合的交織 PWM信號。用於生成第一集合的交織PWM信號的載波信號可以在相位上 不同於用於生成第二集合的交織PWM信號的載波信號。
在塊1015，生成誤差信號。此例中，從交織PWM輸出級的輸出信號以 及在塊1010處生成的第二集合的交織PWM信號獲得誤差信號。在塊1020， 使用該誤差信號來校正第一交織PWM信號的脈衝寬度。接著，在塊1025, 使用該4交正後的交織PWM信號來驅動放大器的交織PWM輸出級。
雖然已經描述了本發明的各種實施例，然而，本領域普通技術人員將會 理解，在本發明範圍內還可以實現非常多的實施方式和實現方式。例如，有 很多延時發生器以及怎樣對它們進行調製和分流的實施方式。於是，本發明 僅受到所附的權利要求及其等效體的限制。
2權利要求
1. 一种放大器，包括交織PWM放大器，其響應於修改的輸入信號和一個或多個載波信號而生成交織PWM脈衝，以驅動所述交織PWM放大器的功率級；交織PWM發生器，其響應於修改的輸入信號和一個或多個另外的載波信號，提供交織PWM脈衝；以及一個或多個反饋電路，其響應於輸入信號和所述交織PWM發生器的所述交織PWM脈衝，生成所述修改的輸入信號。
2. 如權利要求1所述的放大器，其中，所述一個或多個另外的載波信號在 相位上不同於所述交織PWM放大器用來生成其交織PWM脈衝所使用的所 述一個或多個載波信號。
3. 如權利要求1所述的放大器，其中所述一個或多個反饋電路包括 第一反饋電路，其布置成，反饋所述交織放大器的功率級的輸出，以生成第一反饋信號；第二反饋電路，其布置成，反饋所述PWM發生器的交織PWM脈衝， 以生成第二反饋信號；組合器電路，其布置成，組合所述輸入信號、所述第一反饋信號以及所 述第二反饋信號，以生成所述修改的輸入信號。
4. 如權利要求3所述的放大器，其中，所述交織PWM放大器和所述第一 反饋電^^進行組合，以展現出第一信號傳遞特性，其中，所述交織PWM發 生器和所述第二反饋電路進行組合，以展現出第二信號傳遞特性，其中，所 述第一信號傳遞特性和所述第二信號傳遞特性在放大器的輸出帶寬的至少 預定部分上相互成比例，並且它們之間的比例和Ni與Nn之比相同，並且其 中，N^是所述交織PWM發生器的交織階數，Nw是所述交織PWM放大器 的交織階數。
5. 如權利要求1所述的放大器，其中，所述交織PWM放大器的交織階數 為一。
6. —种放大器，包括交織階數N^1的交織PWM放大器，其中，所述交織放大器響應於修 改的輸入信號和一個或多個載波信號而生成交織PWM脈衝，以驅動所述交 織PWM放大器的功率級；交織階數Npl的交織PWM發生器，其中，所述交織PWM發生器響應 於修改的輸入信號和一個或多個另外的載波信號，提供交織PWM脈沖；一個或多個反饋電路，其組合輸入信號和所述交織PWM發生器的交織 PWM脈衝，以生成所述+f改的輸入信號。
7. 如權利要求6所述的放大器，其中，提供給所述交織PWM發生器的一 個或多個另外的載波信號在相位上不同於提供給所述交織放大器的一個或 多個載波信號。
8. 如權利要求6所述的放大器，其中Nn和Nl是偶數。
9. 如權利要求6所述的放大器，其中NN=2並且NL=2。
10. 如權利要求6所述的放大器，其中，所述一個或多個反饋電路包括 第一反饋電路，其布置成，反饋所述交織放大器的功率級的輸出，以生成第一反饋信號；第二反饋電路，其布置成，反饋所述PWM發生器的交織PWM脈沖， 以生成第二反饋信號；組合器電路，其布置成，組合所述輸入信號、所述第一反饋信號以及所 述第二反饋信號，以生成所述修改的輸入信號。
11. 如權利要求10所述的放大器，其中，所述交織PWM放大器和所述第 一反饋電路進行組合，以展現出第一信號傳遞特性，其中，所述交織PWM 發生器和所述第二反饋電路進行組合，以展現出第二信號傳遞特性，其中， 所述第一信號傳遞特性和所述第二信號傳遞特性在所述放大器的輸出帶寬 的至少預定部分上相互成比例，並且它們之間的比例與Nl和Nn之比相同。
12. 如權利要求11所述的放大器，其中Nn和Nl是偶數。
13. 如權利要求11所述的放大器，其中NN=2並且N^2。
14. 一种放大器，包括載波發生器電路，其至少提供第一載波輸出信號和第二載波輸出信號；至少一個脈沖寬度調製器，其響應於所述第一載波輸出信號和修改的輸 入信號，生成交織脈衝輸出驅動信號；至少 一個反向電流輸出驅動器，其響應於所述至少 一個脈沖寬度調製器 的所述交織脈沖輸出驅動信號，生成用於驅動負載的負載信號；反饋求和電路，其響應於第一次級反饋信號和第二次級反饋信號，生成 提供到所述至少 一個脈衝寬度調製器的所述修改的輸入信號；第一反饋電路，其布置成，反饋負載信號的至少一部分，作為所述反饋 求和電路的所述第 一反饋信號；至少一個另外的脈沖寬度調製器，其響應於所述第二載波輸出信號和所 述修改的輸入信號，生成另外的交織脈衝輸出信號；第二反饋電路，其布置成，反饋所述另外的交織脈衝輸出信號的至少一 部分，作為所述反饋求和電路的所述第二反饋信號。
15. 如權利要求14所述的放大器，其中所述第一載波輸出信號和所述第二 載波輸出信號在相位上互不相同。
16. —种放大器，包括交織放大器部分，其接收修改的輸入信號，並提供放大的輸出信號，其 中，所述交織放大器部分具有對應於包括一個或多個相位向量的第 一集合的 傳遞特性GN;交織PWM部分，其接收所述修改的輸入信號，並提供交織脈衝輸出信 號，其中，所述交織PWM部分具有對應於包括一個或多個相位向量的第二 集合的傳遞特性GL,該第二集合的一個或多個相位向量不同於所述第一集 合的一個或多個相位向量；求和電路；反饋電路，其布置成，將所述交織放大器部分的所述放大的輸出信號的至少一部分反饋給所述求和電路，其中，所述反饋電路具有傳遞特性HN;另外的反饋電路，其布置成，將所述交織PWM部分的交織脈沖輸出信 號的至少一部分反饋給所述求和電路，其中，所述反饋電路具有傳遞特性 HL;以及其中，所述組合器電路通過從待放大的輸入信號中減去所述反饋電路的 輸出信號和所述另外的反饋電路的輸出信號，生成所述修改的輸入信號。
17. 如權利要求16所述的放大器，其中，GL Hi在放大器的輸出帶寬的至 少預定的部分上標稱與GN Hn成比例。
18. 如權利要求17所述的放大器，其中，傳遞特性GN對應於交織階數NN， 傳遞特性Gt對應於交織階數NL，並且其中，GL Hi相對於GN Hn的比例 約等於Nt相對於NN的比例。
19. 如權利要求16所述的放大器，其中，所述第一集合的相位向量被布置 成相互成角度以等分圓。
20. 如權利要求16所述的放大器，其中，所述第二集合的相位向量被布置 成相互成角度以等分圓。
21. 如權利要求19所述的放大器，其中，所述第二集合的相位向量等分圓 的角度與所述第 一集合的相位向量等分圓的角度不重合。
22. 如權利要求19所述的放大器，其中，所述第一集合的相位向量和所述 第二集合的相位向量進行組合，以等分圓。
23. —种放大器，包括交織放大器部分，其接收修改的輸入信號，並提供放大的輸出信號，其 中，所述交織放大器部分具有傳遞特性GN;信號衰減器，其布置成，提供與來自所述交織放大器部分的所述放大的輸出信號對應的衰減輸出信號；交織PWM部分，其接收所述修改的輸入信號，並提供交織脈衝輸出信 號，其中，所述交織PWM部分具有傳遞特性GL,並且其中，所述交織脈沖 輸出信號是利用一個或多個另外的載波信號生成的；延時電路，其布置成，提供與所述交織PWM部分的所述交織脈沖輸出 信號對應的延時輸出信號；一個或多個組合器電路，其基於所述延時輸出信號、所述衰減輸出信號 以及對應於待放大的信號的輸入信號，生成所述修改的輸入信號。
24. 如權利要求23所述的放大器，其中，所述一個或多個另外的載波信號 在相位上不同於所述交織放大器部分所使用的一個或多個載波信號。
25. 如權利要求23所述的放大器，其中，所述交織PWM部分所使用的一 個或多個載波信號對應於第一集合的相位向量，並且其中，所述第一集合的 相位向量被布置成相互成角度以等分圓。
26. 如權利要求23所述的放大器，其中，所述交織放大器所使用的所述一 個或多個載波信號對應於第二集合的相位向量，並且其中，所述第二集合的 相位向量被布置成相互成角度以等分圓。
27. 如權利要求26所述的放大器，其中，所述第二集合的相位向量等分圓 的角度與所述第一集合的相位向量等分圓的角度不重合。
28. 如權利要求26所述的放大器，其中，所述第一集合的相位向量和所述 第二集合的相位向量進行組合以等分圓。
29. 如權利要求23所述的放大器，其中，所述一個或多個組合器電路包括 第一組合器電路和第二組合器電路，所述第一組合器電路生成反饋信號，該 反饋信號是所述衰減輸出信號和所述延時輸出信號之和，並且所述第二組合 器電路從所述輸入信號中減去所述反饋信號。
30. 如權利要求29所述的放大器，進一步包括處理電路，其布置成，處理來自所述第一組合器電路的所述反饋信號，其中，處理後的反饋信號被提供 給所述第二組合器電路。
31. 如權利要求23所述的放大器，其中，所述延時電路被實現在所述交織 PWM部分中，並包含在所述傳遞特性Gi^中。
32. —種操作放大器的方法，該方法包括響應於》務改的輸入信號和一個或多個載波信號，生成初級交織PWM月永衝；利用所述初級交織PWM脈沖來驅動功率級；響應於所述修改的輸入信號和一個或多個另外的載波信號，生成次級交 織PWM脈沖；以及從輸入信號和次級交織PWM脈衝生成所述修改的輸入信號。
33. 如權利要求32所述的操作放大器的方法，其中，用於生成所述次級交 織PWM脈沖信號的所述一個或多個另外的載波信號在相位上不同於用於生 成所述初級交織PWM脈沖信號的所述一個或多個載波信號。
34. 如權利要求32所述的操作放大器的方法，其中，用於生成所述初級交 織PWM脈衝的所述一個或多個載波信號具有大小相等並且等分單位圓的對 應的相位向量。
35. 如權利要求32所述的操作放大器的方法，其中，用於生成所述次級交 織PWM脈沖的所述一個或多個另外的載波信號具有大小相等並且等分單位 圓的對應的相位向量。
36. 如權利要求35所述的操作放大器的方法，其中，用於生成所述次級交 織PWM脈沖的所述一個或多個另外的載波信號具有大小相等並且等分單位 圓的對應的相位向量，這些相位向量等分單位圓的角度與用於生成所述初級 交織PWM脈衝的所述一個或多個載波信號不重合。
37. 如權利要求35所述的操作放大器的方法，其中，所述一個或多個載波 信號和所述一個或多個另外的載波具有等分單位圓的對應的相位向量。
38. —种放大器，包括交織PWM發生器，其響應於輸入信號而提供初級交織PWM脈沖集合 和次級交織PWM脈沖集合；交織PWM輸出級，其響應於與初級交織PWM脈沖集合對應的校正後 的交織PWM脈沖，生成放大的PWM輸出脈衝；交織PWM 4交正器，其響應於從對應於次級交織PWM脈衝集合的一個 或多個前饋信號得到的一個或多個校正信號，生成所述校正後的交織PWM 脈沖，以供所述交織PWM輸出級使用。
39. 如權利要求38所述的放大器，其中，利用載波信號生成所述初級交織 PWM脈衝集合，該載波信號與用於生成次級交織PWM脈衝集合的載波信 號在相位上不同。
40. 如權利要求38所述的放大器，其中，所述交織PWM校正器進一步響 應於與放大的PWM輸出脈衝對應的一個或多個反饋信號，生成所述校正後 的交織PWM脈衝，以供所述交織PWM輸出級使用。
41. 如權利要求43所述的放大器，其中，所述初級交織PWM脈衝集合的 交織階數NM,並且所述次級交織PWM脈衝集合的交織階數為L，並且其 中N=L。
42. 如權利要求40所述的放大器，其中，所述初級交織PWM脈沖集合的 交織階數N》，並且所述次級交織PWM脈衝集合的交織階數為L，並且其 中N=L。
43. —种放大器，包括交織PWM發生器，其響應於輸入信號而提供初級交織PWM脈衝集合 和次級交織PWM脈衝集合；前饋電路，其提供從所述次級交織PWM脈衝集合得到的一個或多個前饋信號；交織PWM輸出級，其響應於與初級交織PWM脈衝集合對應的校正後 的交織PWM脈衝，生成放大的PWM輸出脈衝；反饋電路，其提供從所述放大的PWM輸出脈衝得到的一個或多個反饋 信號；交織PWM校正器，其響應於從所述一個或多個前饋信號以及所述一個 或多個反饋信號得到的一個或多個校正信號，生成校正後的交織PWM脈衝， 以供所述交織PWM輸出級使用。
44. 如權利要求43所述的放大器，其中，從載波信號生成所述初級交織PWM 脈衝集合，該載波信號與用於生成所述次級交織PWM脈衝集合的載波信號 在相位上不同。
45. 如權利要求43所述的放大器，其中，所述初級交織PWM脈沖集合的 交織階數為N,所述次級交織PWM脈衝集合的交織階數為L，並且其中N=L。
46. 如權利要求43所述的放大器，其中，所述前饋電路包括 轉換器，其布置成，接收所述次級交織PWM脈衝集合；以及 增益電路，其具有傳遞函數H^。
47. 如權利要求45所述的放大器，其中，所述反饋電路包括具有傳遞函數 Hw的增益電路。
48. 如權利要求47所述的放大器，進一步包括求和電路，其提供一個或多 個求和輸出信號，該求和輸出信號對應於在所述反饋電路的增益電路輸出端 處提供的一個或多個信號以及在所述前饋電路的增益電路的輸出端處提供 的一個或多個信號之間的差異。
49. 如權利要求48所述的放大器，進一步包括信號處理電路，其響應於所 述求和的輸出信號，向所述交織PWM校正器提供所述一個或多個校正信號。
全文摘要
本發明描述了一種具有改進的失真特性的放大器(300)。放大器(300)包括響應於修改的輸入信號(325)和一個或多個載波信號(390)而生成交織PWM脈衝的交織PWM放大器。放大器(300)的交織PWM脈衝被用於驅動功率級(315)，諸如，反向電流功率級。放大器(300)還包括，響應於修改的輸入信號(325)和一個或多個另外的載波信號(390)來提供交織PWM脈衝的交織PWM發生器(370)。PWM發生器(370)使用的載波信號的相位可以不同於交織PWM放大器(305)用來生成其交織PWM脈衝時所使用的載波信號。在生成修改的輸入信號時使用一個或多個反饋電路(350，375)。更具體地，(一個或多個)反饋電路基於待放大的輸入信號(360)和交織PWM發生器(470)的交織PWM脈衝來生成修改的輸入信號(325)。
文檔編號H03F1/32GK101512897SQ200780033568
公開日2009年8月19日 申請日期2007年7月10日 優先權日2006年7月12日
發明者傑拉爾德·R·斯坦利 申請人:哈曼國際工業有限公司