專(zhuān)利名稱(chēng)：Δ∑型ad轉(zhuǎn)換器、d類(lèi)放大器和dc-dc轉(zhuǎn)換器的制作方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本發(fā)明涉及一種A 2型AD轉(zhuǎn)換器，該A S型AD轉(zhuǎn)換器被配置為 使得當(dāng)將A S—調(diào)制取樣頻率抑制到相對(duì)較低水平時(shí)，呈現(xiàn)較高的動(dòng) 態(tài)范圍。本發(fā)明還提供了使用該A 2型AD轉(zhuǎn)換器的D類(lèi)放大器和DC — DC轉(zhuǎn)換器。
背景技術(shù)：
圖2示出相關(guān)技術(shù)的A S型AD轉(zhuǎn)換器。減法器10將模擬輸入信號(hào) 和反饋信號(hào)相減。積分器14對(duì)從減法器10輸出的信號(hào)求積分。量化器 16將從積分器14輸出的信號(hào)與預(yù)定的門(mén)限值相比較，從而將信號(hào)二值 化。從量化器16輸出的信號(hào)是1位數(shù)字信號(hào)，該信號(hào)在A(yíng)S調(diào)制的取樣 間隔單位上取值"1"或"0"，并且將該l位數(shù)字信號(hào)進(jìn)行模數(shù)轉(zhuǎn)換， 并輸出轉(zhuǎn)換結(jié)果。通過(guò)單取樣延遲電路12，使該l位信號(hào)經(jīng)受單個(gè)取樣 延遲，并且將由此得到的延遲信號(hào)作為反饋信號(hào)反饋到減法器IO。例 如如在專(zhuān)利文件1和2中描述的那樣，A S型AD轉(zhuǎn)換器是可用的相關(guān)領(lǐng) 域的A S型AD轉(zhuǎn)換器。專(zhuān)利文件1JP-A-2000-17462專(zhuān)利文件2JP-B-2856117根據(jù)取樣頻率，AS型AD轉(zhuǎn)換器的動(dòng)態(tài)范圍進(jìn)行變化，到目前為止， 通過(guò)增加取樣頻率來(lái)確保要求的動(dòng)態(tài)范圍。然后，作為提高取樣頻率 的結(jié)果，需要能夠在寬范圍上作出高速響應(yīng)的運(yùn)算放大器來(lái)作為在積 分器中使用的運(yùn)算放大器，這就增加了費(fèi)用。發(fā)明內(nèi)容本發(fā)明目的在于解決上述問(wèn)題并提供一種AZ型轉(zhuǎn)換器，該轉(zhuǎn)換器在A(yíng)S調(diào)制的取樣頻率被抑制在相對(duì)較低的水平時(shí)呈現(xiàn)高動(dòng)態(tài)范圍。本 發(fā)明還提供了使用A S型AD轉(zhuǎn)換器結(jié)構(gòu)的D類(lèi)放大器和DC — DC轉(zhuǎn)換器。本發(fā)明的A S型AD轉(zhuǎn)換器包括減法器，接收模擬輸入信號(hào)和反饋 信號(hào)，并將與在模擬輸入信號(hào)和反饋信號(hào)之間的差值相稱(chēng)的信號(hào)進(jìn)行 輸出；積分器，對(duì)從減法器輸出的信號(hào)求積分；比較器，通過(guò)與預(yù)定 的門(mén)限值進(jìn)行比較，將從積分器輸出的信號(hào)進(jìn)行二值化；計(jì)數(shù)器，測(cè) 量從比較器輸出信號(hào)的各個(gè)脈沖的寬度；以及PWM電路，輸出預(yù)定周 期的脈沖信號(hào)，該脈沖信號(hào)具有響應(yīng)于從計(jì)數(shù)器輸出的計(jì)數(shù)值的占空 比，并且該P(yáng)WM電路將脈沖信號(hào)作為反饋信號(hào)反饋到減法器，其中計(jì) 數(shù)器與PWM電路同步地測(cè)量每個(gè)PWM幀周期中的各個(gè)脈沖寬度，并且 PWM電路在下一個(gè)PWM幀中將占空比根據(jù)測(cè)量脈沖寬度而設(shè)置的脈 沖信號(hào)反饋到減法器。并且將從計(jì)數(shù)器輸出的計(jì)數(shù)值提取作為轉(zhuǎn)換后 的數(shù)字輸出值。如前所述，從圖2所示相關(guān)技術(shù)電路的量化器16輸出的信號(hào)對(duì)應(yīng)于 在A(yíng) 2調(diào)制的取樣周期中變?yōu)?1"或"0"的信號(hào)(l位數(shù)字信號(hào))。 結(jié)果是，通過(guò)單個(gè)取樣延遲電路12反饋到減法器10的信號(hào)在A(yíng) S調(diào)制 的取樣周期內(nèi)也變?yōu)?1"或"0"。所以，利用取樣頻率單一地確定 通過(guò)相關(guān)技術(shù)電路進(jìn)行AD轉(zhuǎn)換的輸出的動(dòng)態(tài)范圍。為了增大動(dòng)態(tài)范圍， 必須提高取樣頻率。相對(duì)地，根據(jù)本發(fā)明的A i:型AD轉(zhuǎn)換器，根據(jù)從 積分器輸出的電平，從比較器輸出的信號(hào)在八2調(diào)制的取樣周期中可 呈現(xiàn)不同的脈沖寬度。結(jié)果是，響應(yīng)于從比較器輸出信號(hào)的脈沖寬度 的計(jì)數(shù)器的輸出計(jì)數(shù)值在A(yíng) s:調(diào)制的取樣周期中也可呈現(xiàn)不同值。另 外，響應(yīng)于計(jì)數(shù)器的輸出計(jì)數(shù)值的PWM電路的輸出信號(hào)在A(yíng) S調(diào)制的 取樣周期中也可呈現(xiàn)多種占空比。結(jié)果是，由PWM電路輸出信號(hào)的占 空比所決定的分辨能力(resolving power)有助于A(yíng)D轉(zhuǎn)換輸出的動(dòng)態(tài)范 圍，所以可以提高動(dòng)態(tài)范圍。所以，當(dāng)A S調(diào)制的取樣頻率被抑制到9相對(duì)較低水平時(shí)，可以獲得高動(dòng)態(tài)范圍。本發(fā)明的D類(lèi)放大器使用本發(fā)明的A 2型AD轉(zhuǎn)換器的結(jié)構(gòu)。D類(lèi) 放大器包括第一減法器，接收數(shù)字音頻輸入數(shù)據(jù)和數(shù)字反饋數(shù)據(jù)， 并將與在數(shù)字音頻輸入數(shù)據(jù)和數(shù)字反饋數(shù)據(jù)之間的差值相稱(chēng)的數(shù)據(jù)進(jìn) 行輸出；第一PWM電路，輸出脈沖信號(hào)，該脈沖信號(hào)具有響應(yīng)于從第 一減法器輸出數(shù)據(jù)的占空比；切換電路(在D類(lèi)輸出級(jí)的切換電路)，根據(jù)從第一PWM電路輸出的信號(hào)進(jìn)行切換；低通濾波器，將從切換電路輸出的信號(hào)進(jìn)行平滑，并將平滑后的信號(hào)提供給揚(yáng)聲器(耳式揚(yáng)聲器、擴(kuò)音器等)；以及AD轉(zhuǎn)換器，將從低通濾波器輸出的信號(hào)進(jìn)行AD 轉(zhuǎn)換，并將轉(zhuǎn)換后的數(shù)字信號(hào)作為數(shù)字反饋數(shù)據(jù)反饋到第一減法器， 其中該AD轉(zhuǎn)換器包括第二減法器、積分器、比較器、計(jì)數(shù)器以及第二 PWM電路，接收從低通濾波器輸出的信號(hào)和反饋信號(hào)，并將與在從低 通濾波器輸出的信號(hào)和反饋信號(hào)之間的差值相稱(chēng)的信號(hào)進(jìn)行輸出，該 積分器對(duì)從第二減法器輸出的信號(hào)求積分，該比較器通過(guò)與預(yù)定的門(mén) 限值相比較將從積分器輸出的信號(hào)進(jìn)行二值化，該計(jì)數(shù)器測(cè)量從比較 器輸出的信號(hào)的各個(gè)脈沖寬度，以及該第二PWM電路輸出預(yù)定周期的 脈沖信號(hào)，該脈沖信號(hào)具有響應(yīng)于從計(jì)數(shù)器輸出的計(jì)數(shù)值的占空比， 并且將脈沖信號(hào)作為反饋信號(hào)反饋到第二減法器；并且其中將從計(jì)數(shù) 器輸出的計(jì)數(shù)值作為數(shù)字反饋數(shù)據(jù)通過(guò)或繞過(guò)抽取濾波器反饋到第一 減法器。根據(jù)D類(lèi)放大器，AD轉(zhuǎn)換器通過(guò)第二PWM電路的分辨能力呈 現(xiàn)高動(dòng)態(tài)范圍，并且因此可以高效地減少D類(lèi)放大器輸出的失真?？蓪?第一PWM電路的PWM幀和第二PWM電路的PWM幀進(jìn)行相互同步。本發(fā)明的D類(lèi)放大器包括第一減法器，接收數(shù)字音頻輸入數(shù)據(jù)和 數(shù)字反饋數(shù)據(jù)，并將與在數(shù)字音頻輸入數(shù)據(jù)和數(shù)字反饋數(shù)據(jù)之間的差 值相稱(chēng)的數(shù)據(jù)進(jìn)行輸出；第一PWM電路，輸出脈沖信號(hào)，該脈沖信號(hào) 具有響應(yīng)于從第一減法器輸出數(shù)據(jù)的占空比；切換電路，根據(jù)從第一PWM電路輸出的信號(hào)進(jìn)行切換；低通濾波器，將從切換電路輸出的信 號(hào)進(jìn)行平滑，并將平滑后的信號(hào)提供給揚(yáng)聲器;以及AD轉(zhuǎn)換器，將從低通濾波器中輸出的信號(hào)進(jìn)行AD轉(zhuǎn)換，并將轉(zhuǎn)換后的數(shù)字信號(hào)作為數(shù) 字反饋數(shù)據(jù)反饋到第一減法器，其中AD轉(zhuǎn)換器包括第二減法器、比較 器、計(jì)數(shù)器、第二PWM電路以及積分器，該第二減法器接收從低通濾 波器輸出的信號(hào)和反饋信號(hào)并將與在從低通濾波器輸出的信號(hào)和反饋 信號(hào)之間的差值相稱(chēng)的信號(hào)進(jìn)行輸出，該比較器通過(guò)與預(yù)定的門(mén)限值 相比較將從第二減法器輸出的信號(hào)進(jìn)行二值化，該計(jì)數(shù)器測(cè)量從比較 器輸出信號(hào)的各個(gè)脈沖寬度，該第二PWM電路輸出預(yù)定周期的脈沖信 號(hào)，該預(yù)定周期的脈沖信號(hào)具有響應(yīng)于從計(jì)數(shù)器輸出計(jì)數(shù)值的占空比， 該積分器對(duì)從第二PWM電路輸出的脈沖信號(hào)求積分，并且將積分后的信號(hào)作為反饋信號(hào)反饋到第二減法器；并且其中，繞過(guò)抽取濾波器將 從計(jì)數(shù)器輸出的計(jì)數(shù)值作為數(shù)字反饋數(shù)據(jù)反饋到第一減法器；并且將 從第一PWM電路輸出的脈沖信號(hào)和從第二PWM電路輸出的脈沖信號(hào) 相互同步，并且將低通濾波器的積分常數(shù)和積分器的積分常數(shù)設(shè)置成 相等。在該情形下，當(dāng)由于低通濾波器輸出和積分器輸出變?yōu)榉€(wěn)定狀 態(tài)下的相同信號(hào)從而使得電路工作不正常時(shí)，第二PWM電路輸出預(yù)定 周期的脈沖信號(hào)，該脈沖信號(hào)具有響應(yīng)于將計(jì)數(shù)器的計(jì)數(shù)值乘以因數(shù)-1 得到的值的占空比；并且積分器將從第二PWM電路輸出的脈沖信號(hào)求 積分，并將對(duì)積分后信號(hào)的極性反轉(zhuǎn)得到的信號(hào)作為反饋信號(hào)反饋到 第二減法器，從而解決了問(wèn)題。本發(fā)明的DC-DC轉(zhuǎn)換器使用符合本發(fā)明的A 2型AD轉(zhuǎn)換器的結(jié) 構(gòu)。該DC-DC轉(zhuǎn)換器包括第一減法器，接收數(shù)字目標(biāo)值數(shù)據(jù)和數(shù)字 反饋數(shù)據(jù)，并將與在數(shù)字目標(biāo)值數(shù)據(jù)和數(shù)字反饋數(shù)據(jù)之間的差值相稱(chēng) 的數(shù)據(jù)進(jìn)行輸出；第一PWM電路，輸出脈沖信號(hào)，該脈沖信號(hào)具有響 應(yīng)于從第一減法器輸出數(shù)據(jù)的占空比；切換電路，根據(jù)從第一PWM電 路輸出的脈沖信號(hào)進(jìn)行切換；低通濾波器，將從切換電路輸出的信號(hào) 進(jìn)行平滑，并將平滑后的信號(hào)提供給負(fù)載；以及AD轉(zhuǎn)換器，將從低通 濾波器輸出的信號(hào)進(jìn)行AD轉(zhuǎn)換，并將轉(zhuǎn)換后的數(shù)字信號(hào)作為數(shù)字反饋 數(shù)據(jù)反饋到第一減法器，其中AD轉(zhuǎn)換器包括第二減法器、積分器、計(jì) 數(shù)器和第二PWM電路，該第二減法器接收從低通濾波器輸出的信號(hào)和反饋信號(hào)，并將與在從低通濾波器輸出的信號(hào)和反饋信號(hào)之間的差值 相稱(chēng)的信號(hào)進(jìn)行輸出，該積分器對(duì)從第二減法器輸出的信號(hào)求積分， 該比較器通過(guò)與預(yù)定的門(mén)限值相比較來(lái)將從積分器輸出的信號(hào)進(jìn)行二值化，該計(jì)數(shù)器測(cè)量從比較器輸出信號(hào)的各個(gè)脈沖寬度，以及第二PWM電路輸出預(yù)定周期的脈沖信號(hào)，該脈沖信號(hào)具有響應(yīng)于從計(jì)數(shù)器輸出的計(jì)數(shù)值的占空比，并且將脈沖信號(hào)作為反饋信號(hào)反饋到第二減法器； 并且其中將從計(jì)數(shù)器輸出的計(jì)數(shù)值作為數(shù)字反饋數(shù)據(jù)通過(guò)或繞過(guò)抽取 濾波器反饋到第一減法器。根據(jù)DC-DC轉(zhuǎn)換器，通過(guò)第二PWM電路的 分辨能力，AD轉(zhuǎn)換器呈現(xiàn)高動(dòng)態(tài)范圍，并因此可以高精度控制DC-DC 轉(zhuǎn)換的輸出。也可將第一PWM電路的PWM幀和第二PWM電路的PWM 幀進(jìn)行相互同步。本發(fā)明的DC-DC轉(zhuǎn)換器包括第一減法器，接收數(shù)字目標(biāo)值數(shù)據(jù) 和數(shù)字反饋數(shù)據(jù)，并將與在數(shù)字目標(biāo)值數(shù)據(jù)和數(shù)字反饋數(shù)據(jù)之間的差 值相稱(chēng)的數(shù)據(jù)進(jìn)行輸出；第一PWM電路，輸出脈沖信號(hào)，該脈沖信號(hào) 具有響應(yīng)于從第一減法器輸出數(shù)據(jù)的占空比；切換電路，根據(jù)從第一 PWM電路輸出的脈沖信號(hào)進(jìn)行切換；低通濾波器，將從切換電路輸出 的信號(hào)進(jìn)行平滑，并將平滑后的信號(hào)提供給負(fù)載；以及AD轉(zhuǎn)換器，將 從低通濾波器輸出的信號(hào)進(jìn)行AD轉(zhuǎn)換，并將轉(zhuǎn)換后的數(shù)字信號(hào)作為數(shù) 字反饋數(shù)據(jù)反饋到第一減法器，其中AD轉(zhuǎn)換器包括第二減法器，接收從低通濾波器輸出的信號(hào)和反 饋信號(hào)，并將與在從低通濾波器輸出的信號(hào)和反饋信號(hào)之間的差值相 稱(chēng)的信號(hào)進(jìn)行輸出；比較器，通過(guò)與預(yù)定的門(mén)限值相比較將從第二減 法器輸出的信號(hào)進(jìn)行二值化；計(jì)數(shù)器，測(cè)量從比較器輸出信號(hào)的各個(gè) 脈沖寬度；第二PWM電路，輸出預(yù)定周期的脈沖信號(hào)，該脈沖信號(hào)具 有響應(yīng)于從計(jì)數(shù)器輸出的計(jì)數(shù)值的占空比；積分器，對(duì)從第二PWM電 路輸出的脈沖信號(hào)求積分，并且將積分后的信號(hào)作為反饋信號(hào)反饋到 第二減法器；并且其中，繞過(guò)抽取濾波器將從計(jì)數(shù)器輸出的計(jì)數(shù)值作 為數(shù)字反饋數(shù)據(jù)反饋到第一減法器；并且將從第一PWM電路輸出的脈 沖信號(hào)和從第二PWM電路輸出的脈沖信號(hào)進(jìn)行相互同步，并且將低逋濾波器的積分常數(shù)和積分器的積分常數(shù)設(shè)置成相等。在該情形下，當(dāng) 由于低通濾波器的輸出與積分器的輸出變?yōu)榉€(wěn)定狀態(tài)下的相同信號(hào)從而導(dǎo)致電路工作不正常時(shí)，如同D類(lèi)放大器的情況一樣，第二PWM電路輸出預(yù)定周期的脈沖信號(hào)，該脈沖信號(hào)具有響應(yīng)于將計(jì)數(shù)器的計(jì)數(shù)值乘以因數(shù)-l所得到的值的占空比；并且積分器對(duì)從第二PWM電路輸 出的脈沖信號(hào)求積分，并將對(duì)積分后的信號(hào)極性反轉(zhuǎn)得到的信號(hào)作為 反饋信號(hào)反饋到第二減法器，從而解決了問(wèn)題。本發(fā)明的另一種DC-DC轉(zhuǎn)換器，包括提供在本發(fā)明的A5]型AD轉(zhuǎn)換 器的環(huán)路中的降壓斬波電路或升壓斬波電路。該DC-DC轉(zhuǎn)換器包括 減法器，接收模擬目標(biāo)值信號(hào)和反饋信號(hào)作為輸入，并輸出與在輸入 之間的差值相稱(chēng)的信號(hào)；比較器，用來(lái)通過(guò)預(yù)定門(mén)限值將從減法器輸 出的信號(hào)進(jìn)行二值化；計(jì)數(shù)器，用來(lái)測(cè)量從比較器輸出信號(hào)的各個(gè)脈 沖寬度；PWM電路，用來(lái)輸出預(yù)定周期的脈沖信號(hào)，該脈沖信號(hào)具有 響應(yīng)于從計(jì)數(shù)器輸出的計(jì)數(shù)值的占空比；以及由利用從PWM電路輸出 的信號(hào)進(jìn)行切換的切換元件、電感器、電容器和二極管的組合形成的 降壓斬波電路或升壓斬波電路，其中將從降壓斬波電路或升壓斬波電 路輸出的電壓作為反饋信號(hào)反饋到減法器，并且將從降壓斬波電路或 升壓斬波電路輸出的電壓提供給負(fù)載。根據(jù)該DC-DC轉(zhuǎn)換器，通過(guò)PWM 電路的分辨能力AD轉(zhuǎn)換器呈現(xiàn)高動(dòng)態(tài)范圍，并且因此可以高精度控制 DC-DC轉(zhuǎn)換的輸出。


參考附圖，通過(guò)詳細(xì)地描述本發(fā)明的優(yōu)選實(shí)施例，本發(fā)明的上述 目標(biāo)和有利點(diǎn)將變得更為明顯，其中圖1是示出根據(jù)本發(fā)明實(shí)施例的AS型AD轉(zhuǎn)換器的框圖；圖2是示出相關(guān)技術(shù)的Ai:型AD轉(zhuǎn)換器的框圖；圖3是示出圖1所示的AS型AD轉(zhuǎn)換器的操作波形圖；圖4是示出圖1所示AD轉(zhuǎn)換器的具體實(shí)例的框圖；圖5是示出圖1所示AD轉(zhuǎn)換器的另一個(gè)具體實(shí)例的框圖；1圖6是示出根據(jù)本發(fā)明實(shí)施例的D類(lèi)放大器的框圖；圖7是示出圖6所示的D類(lèi)放大器的修改的方框圖；圖8是示出圖7所示的D類(lèi)放大器的操作波形圖；圖9是示出圖7所示的D類(lèi)放大器的改進(jìn)實(shí)例的框圖；圖10是示出圖9所示的D類(lèi)放大器的操作波形圖；圖11是示出根據(jù)本發(fā)明實(shí)施例的DC-DC轉(zhuǎn)換器的框圖； 圖12是示出根據(jù)本發(fā)明另一個(gè)實(shí)施例的DC-DC轉(zhuǎn)換器的框圖；以及圖13是示出根據(jù)本發(fā)明又一實(shí)施例的DC-DC轉(zhuǎn)換器的框圖。
具體實(shí)施方式
第一實(shí)施例實(shí)現(xiàn)A2型AD轉(zhuǎn)換器的實(shí)施例。圖1示出根據(jù)本發(fā)明實(shí)施例的A2型AD轉(zhuǎn)換器。減法器18 (差分放 大器)將模擬輸入信號(hào)和反饋信號(hào)相減，從而輸出與信號(hào)間差值相稱(chēng) 的信號(hào)。通過(guò)使用運(yùn)算放大器配置積分器20，并將從減法器18輸出的 信號(hào)求模擬積分。通過(guò)與預(yù)定的門(mén)限值相比較，比較器22將從積分器 20輸出的信號(hào)進(jìn)行二值化。計(jì)數(shù)器24對(duì)預(yù)定頻率的時(shí)鐘信號(hào)計(jì)數(shù)，由 此測(cè)量從比較器22輸出信號(hào)的各個(gè)脈沖寬度。通過(guò)抽取濾波器28經(jīng)由 以相位補(bǔ)償和增益調(diào)整為目的的環(huán)路濾波器26，將從計(jì)數(shù)器24輸出的 數(shù)據(jù)抽取為預(yù)定的取樣率。從抽取濾波器28輸出的數(shù)據(jù)變?yōu)锳D轉(zhuǎn)換后 的輸出。PWM電路30輸出預(yù)定PWM幀周期(-厶S調(diào)制的取樣周期)的 脈沖信號(hào)(PWM信號(hào))，該脈沖信號(hào)具有響應(yīng)于從環(huán)路濾波器26輸出 的值的占空比，并且通過(guò)反饋將該P(yáng)WM信號(hào)作為反饋信號(hào)輸入到減法 器18。用來(lái)驅(qū)動(dòng)計(jì)數(shù)器24的時(shí)鐘信號(hào)的周期相對(duì)于A(yíng) S調(diào)制的取樣周期 足夠短。例如，當(dāng)將A 2:調(diào)制的取樣頻率設(shè)置為200kHz并且將計(jì)數(shù)器 24的時(shí)鐘頻率設(shè)置為200 MHz時(shí)，可以以通過(guò)將A S調(diào)制的取樣周期除 以1000所確定的分辨能力來(lái)測(cè)量從比較器22輸出信號(hào)的脈沖寬度。由14此，PWM信號(hào)的分辨能力也作為將A 2調(diào)制的取樣頻率除以1000所確 定的分辨能力。圖3示出圖1所示AZ型AD轉(zhuǎn)換器的操作波形。圖3A示出從PWM電 路30輸出的波形(協(xié)同模擬輸入信號(hào))。模擬輸入的電平在PWM信號(hào) 的電平"1"和同樣信號(hào)的電平"0"之間的范圍內(nèi)變化。A S調(diào)制的 取樣周期通過(guò)PWM信號(hào)的周期(PWM幀周期)來(lái)確定。圖3B示出從減 法器18輸出的波形，以及示出與在圖3A所示PWM信號(hào)和模擬輸入之間 的差值相稱(chēng)的信號(hào)，作為從減法器18輸出的信號(hào)。圖3C示出從積分器 20輸出的波形(連同比較器22的門(mén)限值)，以及根據(jù)通過(guò)圖3B所示的 減法產(chǎn)生的輸出的積分輸出上升和下降。圖3D示出從比較器22輸出的 波形，該波形是脈沖信號(hào)，并且在圖3C所示的積分輸出高于門(mén)限值(如 OV)的部分中呈現(xiàn)"l"值，以及在積分輸出等于或低于門(mén)限值的部分 中呈現(xiàn)O值。圖3E示出計(jì)數(shù)器24的計(jì)數(shù)值的變化。通過(guò)時(shí)鐘信號(hào)，每次 從比較器22輸出的脈沖上升到"1"，計(jì)數(shù)值從O順序增加。但脈沖降 到"0"時(shí)，計(jì)數(shù)停止。從而，在每個(gè)PWM幀周期中完成的最后計(jì)數(shù)值 作為在PWM幀周期期間從比較器22輸出的脈沖的測(cè)量的脈沖寬度值。 所以，計(jì)數(shù)器24與PWM電路30同步地對(duì)每個(gè)PWM幀周期(=A S調(diào)制 的取樣周期)測(cè)量從比較器22輸出的脈沖的脈沖寬度。圖3F示出計(jì)數(shù)器24的輸出，以及將在A(yíng) S調(diào)制的每個(gè)取樣周期中 獲得的計(jì)數(shù)器24的最后值如圖3E中的(1)所示在下一個(gè)取樣周期如圖3F中的(2)所示輸出。圖3G示出環(huán)路濾波器26的輸出，該輸 出是由使得計(jì)數(shù)器的輸出由圖3F中的(2)所示通過(guò)低通濾波器而 決定的值由圖3G中的(3)所示。根據(jù)從環(huán)路濾波器26輸出的值圖 3G中的(3)所示，設(shè)置在取樣周期中從PWM電路30輸出的PWM信 號(hào)的占空比由圖3A中的(4)所示。特別地，根據(jù)在某個(gè)PWM幀 中所測(cè)量的比較器22輸出的脈沖寬度，設(shè)定用于下一個(gè)PWM幀的PWM 信號(hào)的占空比，并且在同一個(gè)PWM幀將該P(yáng)WM信號(hào)反饋到減法器18。 例如，將Ai:型AD轉(zhuǎn)換器設(shè)定為如此，從而當(dāng)模擬輸入是OV時(shí)，圖3A所示的PWM信號(hào)和圖3D所示的比較器的輸出變?yōu)槌尸F(xiàn)50X的占空比。根據(jù)圖3，當(dāng)圖3A所示的模擬輸入增加時(shí)，圖3B所示的減法器的 輸出在正方向上移動(dòng)，并且圖3C所示的積分器的輸出也在正方向上移 動(dòng)。所以，圖3D所示的比較器的輸出的脈沖寬度展寬，并且圖3E所示 的最后計(jì)數(shù)值增加。在下一個(gè)PWM幀周期中，由此增加的最后計(jì)數(shù)值 反應(yīng)在圖3A所示的PWM信號(hào)上，并且PWM信號(hào)的占空比增加。結(jié)果， 圖3B所示的減法器的輸出的正值時(shí)間期間變得狹窄，并且圖3C所示的 積分器的輸出輕微地在負(fù)方向上移動(dòng)回去。所以，在計(jì)數(shù)器24和PWM 電路30之間產(chǎn)生等于A(yíng)2調(diào)制的一個(gè)取樣的延遲，并且實(shí)現(xiàn)了負(fù)反饋， 從而抑制了圖3C所示的積分器輸出的變化。計(jì)數(shù)器24的最后計(jì)數(shù)值穩(wěn) 定在響應(yīng)于模擬輸入的電平的值處。結(jié)果，從計(jì)數(shù)器24獲取了數(shù)字輸 出，通過(guò)A/D轉(zhuǎn)換將模擬輸入轉(zhuǎn)換為該數(shù)字輸出。根據(jù)上述操作，反饋到減法器18的PWM信號(hào)呈現(xiàn)由AS調(diào)制的取樣 周期的分割得到的分辨能力，所以相應(yīng)地提高動(dòng)態(tài)范圍。例如，假設(shè) 在A(yíng) 2調(diào)制的一個(gè)取樣周期中計(jì)數(shù)器24計(jì)了256次數(shù)并且PWM信號(hào)呈 現(xiàn)通過(guò)將A 2調(diào)制的一個(gè)取樣周期除以256所確定的分辨能力(分辨能 力等于8位)，則通過(guò)PWM信號(hào)的分辨能力將動(dòng)態(tài)范圍提高了48dB (8 位x6dB)。由此，當(dāng)在整個(gè)AD轉(zhuǎn)換器上需要100dB的動(dòng)態(tài)范圍時(shí)，對(duì) 于源于A(yíng)S調(diào)制的動(dòng)態(tài)范圍來(lái)說(shuō)獲得52dB就足夠，于是可將AS型AD轉(zhuǎn) 換器的取樣頻率抑制到低水平。另外，還產(chǎn)生了通過(guò)PWM信號(hào)的分辨 能力來(lái)減少數(shù)字輸出中的抖動(dòng)的優(yōu)點(diǎn)。圖4示出圖1所示的AD轉(zhuǎn)換器的特定實(shí)例。將AD轉(zhuǎn)換器配置為三 維AS調(diào)制AD轉(zhuǎn)換器。由減法器32、 34、 36、積分器38、 40、 42以及 系數(shù)單元44、 46和48構(gòu)成的電路50對(duì)應(yīng)于圖1所示的減法器18、積分器 20和環(huán)路濾波器26的組合。如同圖l的情況，在計(jì)數(shù)器24和PWM電路30 之間實(shí)現(xiàn)一個(gè)取樣延遲。通過(guò)系數(shù)單元44、 46和48的系數(shù)值來(lái)調(diào)整環(huán) 路濾波器26的特性。圖5示出圖1所示的AD轉(zhuǎn)換器的另一個(gè)特定實(shí)例。AD轉(zhuǎn)換器由三 維FIR濾波器所組成，其中，環(huán)路濾波器26由DSP等所組成。當(dāng)通過(guò)FIR 濾波器使得級(jí)數(shù)增加時(shí)，環(huán)路濾波器26也可以由IIR濾波器形成。第二實(shí)施例用于實(shí)施D類(lèi)放大器的實(shí)施例。圖6示出根據(jù)本發(fā)明實(shí)施例的D類(lèi)放大器。由點(diǎn)劃線(xiàn)包圍的電路52 形成本發(fā)明的AS型AD轉(zhuǎn)換器。在該AD轉(zhuǎn)換器52中，將那些與圖l所示 相同的元件指定相同的參考數(shù)字。減法器54將數(shù)字音頻輸入數(shù)據(jù)與從 AD轉(zhuǎn)換器52輸出的數(shù)字反饋數(shù)據(jù)進(jìn)行相減。通過(guò)用來(lái)補(bǔ)償D類(lèi)放大器 的整個(gè)環(huán)路的相位并調(diào)整環(huán)路增益的環(huán)路濾波器52，將從減法器54輸 出的差值數(shù)據(jù)輸入到PWM電路58。 PWM電路58輸出預(yù)定周期的PWM 信號(hào)，該P(yáng)WM信號(hào)具有響應(yīng)于輸入差值數(shù)據(jù)的占空比。通過(guò)PWM信號(hào)， 激活或去激活切換電路60 (D類(lèi)輸出級(jí))的切換元件。通過(guò)LC低通濾 波器62，將從切換電路60輸出的信號(hào)進(jìn)行平滑，于是得到模擬音頻信 號(hào)。將該音頻信號(hào)提供給揚(yáng)聲器64，由此發(fā)射音頻。AD轉(zhuǎn)換器52將從 LC低通濾波器62輸出的信號(hào)進(jìn)行AD轉(zhuǎn)換，并且將AD轉(zhuǎn)換結(jié)果負(fù)反饋 到減法器54。通過(guò)負(fù)反饋，減輕由切換電路60等產(chǎn)生的失真。以與圖1所示的AS型AD轉(zhuǎn)換器相同的方式來(lái)配置AD轉(zhuǎn)換器52。特 別地，減法器18將從LC低通濾波器62輸出的信號(hào)和從PWM電路30的反 饋信號(hào)進(jìn)行相減，由此輸出與信號(hào)間差值相稱(chēng)的信號(hào)。將PWM電路30 的PWM幀周期設(shè)置為短于PWM電路58的PWM幀周期。由于從LC低通 濾波器62輸出的模擬音頻信號(hào)相對(duì)于0V擺動(dòng)到正值或負(fù)值，所以從 PWM電路30輸出的PWM信號(hào)也是相對(duì)于0V擺動(dòng)到正值(對(duì)應(yīng)于"1" 電平)或負(fù)值(對(duì)應(yīng)于"O"電平)的信號(hào)。從LC低通濾波器62輸出的 模擬音頻信號(hào)在PWM信號(hào)的電平"1"到電平"0"的范圍之內(nèi)變化。 當(dāng)從LC低通濾波器62輸出的信號(hào)電平的變化范圍超過(guò)從PWM電路30 輸出的PWM信號(hào)的電平范圍時(shí)，通過(guò)在A(yíng)D轉(zhuǎn)換器52的輸入端處的衰減器(未示出)來(lái)減小從LC低通濾波器62輸出的信號(hào)電平，并且將由此 減小后的信號(hào)輸入到減法器18。積分器20對(duì)從減法器18輸出的信號(hào)求積分。比較器22通過(guò)與預(yù)定 的門(mén)限值相比較來(lái)對(duì)從積分器20輸出的信號(hào)進(jìn)行二值化。計(jì)數(shù)器24對(duì) 預(yù)定頻率的時(shí)鐘信號(hào)進(jìn)行計(jì)數(shù)，由此測(cè)量從比較器22輸出的信號(hào)的各 個(gè)脈沖寬度。在A(yíng)D轉(zhuǎn)換器52中，通過(guò)用于補(bǔ)償環(huán)路相位并調(diào)整環(huán)路增 益的環(huán)路濾波器26利用抽取濾波器28將從計(jì)數(shù)器24輸出的數(shù)據(jù)抽取為 數(shù)字音頻輸入數(shù)據(jù)的取樣速率。將從抽取濾波器28輸出的數(shù)據(jù)反饋回 到減法器54。只要通過(guò)LC低通濾波器62充分地消減D類(lèi)放大器的PWM 電路58的載波元件和混疊噪聲，則AD轉(zhuǎn)換器52以與圖1示出的AD轉(zhuǎn)換 器相同的方式進(jìn)行操作。如上所述，由于通過(guò)PWM電路30的分辨能力 提高了動(dòng)態(tài)范圍，所以即使當(dāng)AS調(diào)制的取樣頻率相對(duì)較低時(shí)，AD轉(zhuǎn)換 器52獲得高動(dòng)態(tài)范圍并且有效減少D類(lèi)放大器輸出的失真。還產(chǎn)生了通 過(guò)PWM信號(hào)的分辨能力減少數(shù)字輸出中的抖動(dòng)的優(yōu)點(diǎn)。只要兩個(gè)PWM 電路30和58的PWM幀周期相互同步，則可省略抽取濾波器28。圖7示出圖6所示D類(lèi)放大器的修改。該修改對(duì)應(yīng)于圖6所示的D類(lèi) 放大器，其中，PWM電路38的PWM幀周期和PWM電路50的PWM幀周 期相互同步，并且將積分器20放置在減法器18的輸入處。將那些與圖6 所示相同的元件指定相同的參考數(shù)字。AD轉(zhuǎn)換器52'的PWM電路30的 PWM幀周期和D類(lèi)放大器的PWM電路58的PWM幀周期相互同步。將積 分器20的積分常數(shù)和LC低通濾波器62的積分常數(shù)設(shè)置成彼此相等。由 于PWM電路30的PWM幀周期和PWM電路58的PWM幀周期相互同步， 所以將圖6所示的抽取濾波器28省略。類(lèi)似地，在圖7所示的電路結(jié)構(gòu)中，如圖8所示，LC低通濾波器62 的輸出和積分器20的輸出將在穩(wěn)定狀態(tài)下相互完全相等，于是減法器 18的輸出變?yōu)?，并且從比較器22不輸出脈沖信號(hào)，所以使得計(jì)數(shù)器24 不可能執(zhí)行計(jì)數(shù)并且不能成功地激活電路。圖9示出考慮本問(wèn)題改進(jìn)的實(shí)例結(jié)構(gòu)。將那些與圖7所示元件相同 的元件指定相同的參考數(shù)字。以這樣的方式配置AD轉(zhuǎn)換器52'，從而 通過(guò)系數(shù)單元66將環(huán)路濾波器26的輸出乘以因數(shù)一1;將乘法結(jié)果輸入 到PWM電路30;通過(guò)極性反轉(zhuǎn)器68來(lái)反轉(zhuǎn)從積分器20輸出的正或負(fù)極 性；并且將該由此得到的反轉(zhuǎn)輸出反饋到減法器18。根據(jù)該電路結(jié)構(gòu)， LC低通濾波器62的輸出和積分器20的輸出成為圖10所示的穩(wěn)定狀態(tài)下 不同的信號(hào)，并且從減法器18輸出PWM載波分量，由此計(jì)數(shù)器24變得 能夠執(zhí)行計(jì)數(shù)。第三實(shí)施例用于實(shí)現(xiàn)DC-DC轉(zhuǎn)換器的實(shí)施例。 圖11示出根據(jù)本發(fā)明實(shí)施例的DC—DC轉(zhuǎn)換器。該DC — DC轉(zhuǎn)換器 具有前述圖6所示的D類(lèi)放大器的結(jié)構(gòu)，其中將數(shù)字目標(biāo)值數(shù)據(jù)(DC輸 出電壓的目標(biāo)值)代替數(shù)字音頻輸入數(shù)據(jù)進(jìn)行輸入，并且其中連接代 替揚(yáng)聲器64的任意負(fù)載70。對(duì)那些與圖6所示元件相同的元件指定相同 的參考數(shù)字。電路以與圖6所示電路相同的方式操作。當(dāng)作為負(fù)載70產(chǎn) 生變化的結(jié)果使得從LC低通濾波器62輸出的電壓產(chǎn)生波動(dòng)時(shí)，通過(guò)由 AD轉(zhuǎn)換器52組成的負(fù)反饋環(huán)路抑制波動(dòng)。特別地，通過(guò)PWM電路30 的分辨能力來(lái)提高AD轉(zhuǎn)換器52的動(dòng)態(tài)范圍，并且因此即使在相對(duì)較低 的Ai:調(diào)制取樣頻率時(shí)，也能獲得高動(dòng)態(tài)范圍，于是可以高精確度將輸 出電壓控制為目標(biāo)值。只要PWM電路30的PWM幀周期與PWM電路58 的幀周期相互同步，則可將抽取濾波器28省略。同樣地，在圖7或圖9所示的D類(lèi)放大器的結(jié)構(gòu)中，將數(shù)字目標(biāo)值數(shù) 據(jù)代替數(shù)字音頻輸入數(shù)據(jù)進(jìn)行輸入，并且連接取代揚(yáng)聲器64的任意負(fù) 載，由此構(gòu)成DC — DC轉(zhuǎn)換器。圖12示出DC — DC轉(zhuǎn)換器的另一個(gè)實(shí)施例。該實(shí)施例對(duì)應(yīng)于通過(guò) 將降壓斬波電路72放置在本發(fā)明的AD轉(zhuǎn)換器的反饋環(huán)路中獲得的結(jié) 構(gòu)。對(duì)那些與結(jié)合各個(gè)實(shí)施例描述的元件相同的元件指定相同的參考數(shù)字。通過(guò)模擬信號(hào)施加輸出DC電壓的目標(biāo)值。在降壓斬波電路72中 的電感器76和電容器78的組合擔(dān)當(dāng)作為L(zhǎng)C低通濾波器的積分器，并且 因此省略了結(jié)合實(shí)施例描述的積分器20。減法器18將模擬目標(biāo)值信號(hào) 與降壓斬波電路72的輸出電壓相減，從而輸出與信號(hào)之間差值相稱(chēng)的 信號(hào)。通過(guò)與預(yù)定的門(mén)限值相比較，比較器22將從減法器18輸出的信 號(hào)進(jìn)行二值化。計(jì)數(shù)器24對(duì)預(yù)定頻率的時(shí)鐘信號(hào)進(jìn)行計(jì)數(shù)，由此測(cè)量 從比較器22輸出的信號(hào)的各個(gè)脈沖寬度。將從計(jì)數(shù)器24輸出的數(shù)據(jù)通 過(guò)用于相位補(bǔ)償和增益調(diào)整目的的環(huán)路濾波器26輸入到PWM電路30。 PWM電路30輸出預(yù)定周期的PWM信號(hào)，該P(yáng)WM信號(hào)具有響應(yīng)于從環(huán) 路濾波器26輸出的值的占空比，并且將該P(yáng)WM信號(hào)輸入到降壓斬波電 路72。由切換元件(MOS晶體管)74、電感器76、電容器78和環(huán)流二 極管80構(gòu)建成降壓斬波電路72，并且從DC電源將預(yù)定DC電壓應(yīng)用于降 壓斬波電路。通過(guò)PWM信號(hào)在接通(ON)和關(guān)斷(OFF)位置之間切 換切換元件74。結(jié)果是，從電容器78獲得作為將DC源電壓降壓到預(yù)定 值的結(jié)果而得到的DC電壓。將該輸出的DC電壓供給到負(fù)載70。另外， 將輸出的DC電壓反饋到減法器18。根據(jù)圖12所示的DC — DC轉(zhuǎn)換器，當(dāng)作為負(fù)載70中產(chǎn)生變化的結(jié) 果而在降壓斬波電路72的輸出中產(chǎn)生波動(dòng)時(shí)，通過(guò)由AD轉(zhuǎn)換器形成的 負(fù)反饋環(huán)路抑制了這些波動(dòng)。特別地，通過(guò)PWM電路30的分辨能力提 高AD轉(zhuǎn)換器的動(dòng)態(tài)范圍。所以，即使當(dāng)AS調(diào)制的取樣頻率相對(duì)較低時(shí)， 也獲得高動(dòng)態(tài)范圍，所以可以以高精度來(lái)控制輸出電壓。圖13示出DC — DC轉(zhuǎn)換器的又一個(gè)實(shí)施例。該實(shí)施例對(duì)應(yīng)于其中 提供升壓斬波電路82來(lái)代替圖12所示的降壓斬波電路72的結(jié)果。對(duì)那 些與圖12所示元件相同的元件指定相同的參考數(shù)字。升壓斬波電路82 由切換元件(MOS晶體管)84、電感器86、電容器88和環(huán)流二極管90 所構(gòu)成。從DC電源將預(yù)定DC電壓施加到升壓斬波電路。通過(guò)從PWM 電路30輸出的PWM信號(hào)來(lái)在接通(ON)和關(guān)斷(OFF)位置之間切換 切換元件S4。結(jié)果是，從電容器8S獲得作為將DC源電壓升壓到預(yù)定值而得到的DC電壓。將輸出的DC電壓供給到負(fù)載70。另外，將輸出的 DC電壓反饋到減法器18。根據(jù)圖13所示的DC — DC轉(zhuǎn)換器，當(dāng)作為負(fù)載70中產(chǎn)生變化的結(jié) 果而在升壓斬波電路82的輸出電壓中產(chǎn)生波動(dòng)時(shí)，通過(guò)AD轉(zhuǎn)換器的負(fù) 反饋環(huán)路抑制了該波動(dòng)。特別是，通過(guò)PWM電路30的分辨能力提高了 AD轉(zhuǎn)換器的動(dòng)態(tài)范圍。所以即使當(dāng)AS調(diào)制的取樣頻率相對(duì)較低時(shí)仍然 獲得高動(dòng)態(tài)范圍，所以可以以高精度控制輸出電壓。盡管針對(duì)特別優(yōu)選實(shí)施例對(duì)本發(fā)明做出解釋和描述，本領(lǐng)域的普 通技術(shù)人員顯然可以根據(jù)本發(fā)明的教導(dǎo)做出不同的變化和修改。很明 顯這些變化和修改在由所附權(quán)利要求所定義的本發(fā)明的精神、范圍和 目的之內(nèi)。本申請(qǐng)基于2007年3月2日提交的日本專(zhuān)利申請(qǐng)No. 2007-052299， 此處包括了該專(zhuān)利申請(qǐng)的內(nèi)容用于參考。
權(quán)利要求
1.一種Δ∑型AD轉(zhuǎn)換器包括減法器，接收模擬輸入信號(hào)和反饋信號(hào)并且輸出與所述模擬輸入信號(hào)和所述反饋信號(hào)之間的差值相稱(chēng)的信號(hào)；積分器，對(duì)從所述減法器輸出的信號(hào)求積分；比較器，通過(guò)與預(yù)定門(mén)限值相比較，將從所述積分器輸出的信號(hào)進(jìn)行二值化；計(jì)數(shù)器，測(cè)量從所述比較器輸出的信號(hào)的各個(gè)脈沖寬度；以及PWM電路，輸出具有響應(yīng)于從所述計(jì)數(shù)器輸出的計(jì)數(shù)值的占空比的預(yù)定周期的脈沖信號(hào)，并且將所述脈沖信號(hào)作為所述反饋信號(hào)反饋到所述減法器，其中，所述計(jì)數(shù)器與PWM電路同步地測(cè)量每個(gè)PWM幀周期中的各個(gè)脈沖寬度，并且所述PWM電路在下一個(gè)PWM幀中將脈沖信號(hào)反饋到所述減法器，所述脈沖信號(hào)的占空比是根據(jù)所述測(cè)量的脈沖寬度的值來(lái)設(shè)置；以及其中將從所述計(jì)數(shù)器輸出的計(jì)數(shù)值被提取作為轉(zhuǎn)換后的數(shù)字輸出值。
2. —種D類(lèi)放大器，包括第一減法器，接收數(shù)字音頻輸入數(shù)據(jù)和數(shù)字反饋數(shù)據(jù)，并且輸出 與在所述數(shù)字音頻輸入數(shù)據(jù)和所述數(shù)字反饋數(shù)據(jù)之間的差值相稱(chēng)的數(shù) 據(jù)；第一PWM電路，輸出脈沖信號(hào)，該脈沖信號(hào)具有響應(yīng)于從所述第 一減法器輸出的數(shù)據(jù)的占空比；切換電路，根據(jù)從所述第一PWM電路輸出的信號(hào)進(jìn)行切換；低通濾波器，將從所述切換電路輸出的信號(hào)進(jìn)行平滑，并且將所 述平滑后的信號(hào)提供給揚(yáng)聲器；以及AD轉(zhuǎn)換器，將從所述低通濾波器輸出的信號(hào)進(jìn)行AD轉(zhuǎn)換，并且將所述轉(zhuǎn)換后的數(shù)字信號(hào)作為所述數(shù)字反饋數(shù)據(jù)反饋到所述第一減法器，其中所述AD轉(zhuǎn)換器包括第二減法器，接收反饋信號(hào)和從所述低通濾波器輸出的信號(hào)，并且將與在從所述低通濾波器輸出的信號(hào)和所述反饋信號(hào)之間的差值相稱(chēng)的信號(hào)進(jìn)行輸出；積分器，對(duì)從所述第二減法器輸出的信號(hào)求積分；比較器，通過(guò)與預(yù)定的門(mén)限值相比較，將從所述積分器輸出的信號(hào)進(jìn)行二值化。計(jì)數(shù)器，測(cè)量從所述比較器輸出信號(hào)的各個(gè)脈沖寬度；以及 第二PWM電路，輸出具有響應(yīng)于從所述計(jì)數(shù)器輸出的計(jì)數(shù)值的占空比的預(yù)定周期的脈沖信號(hào)，并且將所述脈沖信號(hào)作為所述反饋信號(hào)反饋到所述第二減法器；并且其中通過(guò)或繞過(guò)抽取濾波器，將從所述計(jì)數(shù)器輸出的計(jì)數(shù)值作為所述數(shù)字反饋數(shù)據(jù)反饋到所述第一減法器。
3. 根據(jù)權(quán)利要求2所述的D類(lèi)放大器，其中，所述第一PWM電路 的P WM幀和所述第二 P WM電路的P WM幀相互同步。
4. 一種D類(lèi)放大器，包括-第一減法器，接收數(shù)字音頻輸入數(shù)據(jù)和數(shù)字反饋數(shù)據(jù)，并且輸出 與在所述數(shù)字音頻輸入數(shù)據(jù)和所述數(shù)字反饋數(shù)據(jù)之間的差值相稱(chēng)的數(shù) 據(jù)；第一PWM電路，輸出脈沖信號(hào)，該脈沖信號(hào)具有響應(yīng)于從所述第 一減法器輸出的數(shù)據(jù)的占空比；切換電路，根據(jù)從所述第一PWM電路輸出的信號(hào)進(jìn)行切換；低通濾波器，將從所述切換電路輸出的信號(hào)進(jìn)行平滑，并且將所 述平滑后的信號(hào)提供給揚(yáng)聲器；以及AD轉(zhuǎn)換器，將從所述低通濾波器輸出的信號(hào)進(jìn)行AD轉(zhuǎn)換，并且將所述轉(zhuǎn)換后的數(shù)字信號(hào)作為所述數(shù)字反饋數(shù)據(jù)反饋到所述第一減法器，其中所述AD轉(zhuǎn)換器包括第二減法器，接收反饋信號(hào)從和所述低通濾波器輸出的所述 信號(hào)，并且將與在從所述低通濾波器輸出的所述信號(hào)和所述反饋信號(hào) 之間的差值相稱(chēng)的信號(hào)進(jìn)行輸出；比較器，通過(guò)與預(yù)定的門(mén)限值相比較，所述比較器將從所述 第二減法器輸出的信號(hào)進(jìn)行二值化；計(jì)數(shù)器，測(cè)量從所述比較器輸出信號(hào)的各個(gè)脈沖寬度；第二PWM電路，輸出預(yù)定周期的脈沖信號(hào)，所述脈沖信號(hào)具 有響應(yīng)于從所述計(jì)數(shù)器輸出的計(jì)數(shù)值的占空比積分器，對(duì)從所述第二PWM電路輸出的脈沖信號(hào)求積分，并 且將積分后的信號(hào)作為所述反饋信號(hào)反饋到所述第二減法器；以及其中，繞過(guò)抽取濾波器，將從所述計(jì)數(shù)器輸出的計(jì)數(shù)值作為所述 數(shù)字反饋數(shù)據(jù)反饋到所述第一減法器；以及其中，從所述第一PWM電輸出的脈沖信號(hào)和從所述第二PWM電路 輸出的脈沖信號(hào)相互同步，并且將所述低通濾波器的積分常數(shù)和所述 積分器的積分常數(shù)設(shè)置為彼此相等。
5. 根據(jù)權(quán)利要求4所述的D類(lèi)放大器，其中所述第二PWM電路輸 出預(yù)定周期的脈沖信號(hào)，所述脈沖信號(hào)具有響應(yīng)于將所述計(jì)數(shù)器的計(jì) 數(shù)值乘以因數(shù)一l得到的值的占空比；并且其中所述積分器對(duì)從所述第二PWM電路輸出的脈沖信號(hào)求積分，并且將所述積分后的信號(hào)反轉(zhuǎn)極性后得到的信號(hào)作為所述反饋信號(hào)反 饋到所述第二減法器。
6. —種DC — DC轉(zhuǎn)換器，包括第一減法器，接收數(shù)字目標(biāo)值數(shù)據(jù)和數(shù)字反饋數(shù)據(jù)，并且輸出與 在所述數(shù)字目標(biāo)值數(shù)據(jù)和所述數(shù)字反饋數(shù)據(jù)之間的差值相稱(chēng)的數(shù)據(jù)；第一PWM電路，輸出脈沖信號(hào)，所述脈沖信號(hào)具有響應(yīng)于從所述 第一減法器輸出數(shù)據(jù)的占空比；切換電路，根據(jù)從所述第一PWM電路輸出的脈沖信號(hào)進(jìn)行切換；低通濾波器，將從所述切換電路輸出的信號(hào)進(jìn)行平滑，并且將所 述平滑后的信號(hào)提供給負(fù)載；以及AD轉(zhuǎn)換器，將從所述低通濾波器輸出的信號(hào)進(jìn)行AD轉(zhuǎn)換，并且 將所述轉(zhuǎn)換后的數(shù)字信號(hào)作為所述數(shù)字反饋數(shù)據(jù)反饋到所述第一減法器，其中，所述AD轉(zhuǎn)換器包括第二減法器，接收反饋信號(hào)和從所述低通濾波器輸出的所述 信號(hào)，并且將與在從所述低通濾波器輸出的所述信號(hào)和所述反饋信號(hào)之間的差值相稱(chēng)的信號(hào)進(jìn)行輸出；積分器，對(duì)從所述第二減法器輸出的信號(hào)求積分；比較器，通過(guò)與預(yù)定的門(mén)限值相比較，將從所述積分器輸出的信號(hào)進(jìn)行二值化。計(jì)數(shù)器，測(cè)量從所述比較器輸出的信號(hào)的各個(gè)脈沖寬度；以及第二PWM電路，輸出預(yù)定周期的脈沖信號(hào)，所述脈沖信號(hào)具 有響應(yīng)于從所述計(jì)數(shù)器輸出的計(jì)數(shù)值的占空比，并且將所述脈沖信號(hào) 作為所述反饋信號(hào)反饋到所述第二減法器；以及其中，通過(guò)或繞過(guò)抽取濾波器，將從所述計(jì)數(shù)器輸出的計(jì)數(shù)值作 為所述數(shù)字反饋數(shù)據(jù)反饋到所述第一減法器。
7. 根據(jù)權(quán)利要求6所述的DC — DC轉(zhuǎn)換器，其中，所述第一PWM 電路的PWM幀和所述第二PWM電路的PWM幀相互同步。
8. —種DC—DC轉(zhuǎn)換器，包括第一減法器，接收數(shù)字目標(biāo)值數(shù)據(jù)和數(shù)字反饋數(shù)據(jù)，并且輸出與 在所述數(shù)字目標(biāo)值數(shù)據(jù)和所述數(shù)字反饋數(shù)據(jù)之間的差值相稱(chēng)的數(shù)據(jù)；第一PWM電路，輸出脈沖信號(hào)，該脈沖信號(hào)具有響應(yīng)于從所述第 一減法器輸出的數(shù)據(jù)的占空比；切換電路，根據(jù)從所述第一PWM電路輸出的脈沖信號(hào)進(jìn)行切換；低通濾波器，將從所述切換電路輸出的信號(hào)進(jìn)行平滑，并且將所述平滑后的信號(hào)提供給負(fù)載；以及AD轉(zhuǎn)換器，將從所述低通濾波器輸出的信號(hào)進(jìn)行AD轉(zhuǎn)換，并且 將所述轉(zhuǎn)換后的數(shù)字信號(hào)作為所述數(shù)字反饋數(shù)據(jù)反饋到所述第一減法 器，其中，所述AD轉(zhuǎn)換器包括第二減法器，接收反饋信號(hào)和從所述低通濾波器輸出的所述 信號(hào)，并且將與在從所述低通濾波器輸出的所述信號(hào)和所述反饋信號(hào)之間的差值相稱(chēng)的信號(hào)進(jìn)行輸出；比較器，通過(guò)與預(yù)定的門(mén)限值相比較，將從所述第二減法器 輸出的信號(hào)進(jìn)行二值化；計(jì)數(shù)器，測(cè)量從所述比較器輸出的信號(hào)的各個(gè)脈沖寬度；第二PWM電路，輸出預(yù)定周期的脈沖信號(hào)，所述脈沖信號(hào)具 有響應(yīng)于從所述計(jì)數(shù)器輸出的計(jì)數(shù)值的占空比；以及積分器，對(duì)從所述第二PWM電路輸出的脈沖信號(hào)求積分，并 且將積分后的信號(hào)作為所述反饋信號(hào)反饋到所述第二減法器；其中繞過(guò)抽取濾波器，將從所述計(jì)數(shù)器輸出的計(jì)數(shù)值作為所述數(shù) 字反饋數(shù)據(jù)反饋到所述第一減法器；以及其中，從所述第一PWM電路輸出的脈沖信號(hào)和從所述第二PWM 電路輸出的脈沖信號(hào)相互同步，并且將所述低通濾波器的積分常數(shù)和 所述積分器的積分常數(shù)設(shè)置成彼此相等。
9. 根據(jù)權(quán)利要求8所述的DC — DC轉(zhuǎn)換器，其中，所述第二PWM 電路輸出預(yù)定周期的脈沖信號(hào)，所述脈沖信號(hào)具有響應(yīng)于將所述計(jì)數(shù) 器的計(jì)數(shù)值乘以因數(shù)一l得到的值的占空比；并且其中，所述積分器對(duì)從所述第二PWM電路輸出的所述脈沖信號(hào)求 積分，并且將所述積分后的信號(hào)反轉(zhuǎn)極性后得到的信號(hào)作為所述反饋 信號(hào)反饋到所述第二減法器。
10. —種DC — DC轉(zhuǎn)換器，包括減法器，接收模擬目標(biāo)值信號(hào)和反饋信號(hào)，并且輸出與在所述模擬目標(biāo)值信號(hào)和所述反饋信號(hào)之間的差值相稱(chēng)的信號(hào)；比較器，通過(guò)與預(yù)定的門(mén)限值相比較，將從所述減法器輸出的信號(hào)進(jìn)行二值化；計(jì)數(shù)器，測(cè)量從所述比較器輸出的信號(hào)的各個(gè)脈沖寬度；PWM電路，輸出預(yù)定周期的脈沖信號(hào)，所述脈沖信號(hào)具有響應(yīng)于 從所述計(jì)數(shù)器輸出的計(jì)數(shù)值的占空比；以及由根據(jù)從所述PWM電路輸出的信號(hào)進(jìn)行切換的切換元件、電感 器、電容器和二極管的組合，形成降壓斬波電路或升壓斬波電路，其中，將從所述降壓斬波電路或所述升壓斬波電路輸出的電壓作 為所述反饋信號(hào)反饋到所述減法器，并且將從所述降壓斬波電路或所 述升壓斬波電路輸出的電壓提供給負(fù)載。
全文摘要
一種Δ∑型AD轉(zhuǎn)換器，包括減法器，該減法器接收模擬輸入信號(hào)和反饋信號(hào)，并將與信號(hào)之間的差值相稱(chēng)的信號(hào)進(jìn)行輸出；積分器，該積分器對(duì)從減法器輸出的信號(hào)求積分；比較器，該比較器通過(guò)與預(yù)定的門(mén)限值進(jìn)行比較來(lái)將從積分器輸出的信號(hào)進(jìn)行二值化；計(jì)數(shù)器，該計(jì)數(shù)器測(cè)量從比較器輸出的信號(hào)的各個(gè)脈沖寬度；以及PWM電路，該P(yáng)WM電路輸出預(yù)定周期的脈沖信號(hào)，該脈沖信號(hào)具有響應(yīng)于從計(jì)數(shù)器輸出的計(jì)數(shù)值的占空比，并且將脈沖信號(hào)作為反饋信號(hào)反饋到減法器。計(jì)數(shù)器與PWM電路同步地測(cè)量每個(gè)PWM幀周期中的各個(gè)脈沖寬度，并且該P(yáng)WM電路在下一個(gè)PWM幀中將占空比根據(jù)所測(cè)量的脈沖寬度的值而設(shè)置的脈沖信號(hào)反饋到減法器。提取從計(jì)數(shù)器輸出的計(jì)數(shù)值作為轉(zhuǎn)換后的數(shù)字輸出值。
文檔編號(hào)H03M1/52GK101262226SQ200810080689
公開(kāi)日2008年9月10日 申請(qǐng)日期2008年3月3日 優(yōu)先權(quán)日2007年3月2日
發(fā)明者森島守人 申請(qǐng)人:雅馬哈株式會(huì)社