依照本发明专利技术，通过提供斜率或振幅可变的模拟信号给有可变工作点和转移函数的特性被由第一和第二稳定工作区域限制的不稳定工作区域限定的电路，振荡信号从模拟信号中产生。该不稳定工作区域包含第一和第二参考点。该电路能产生占空因数可变的振荡信号，当可变工作点位于接近第一参考点的位置时，占空因数增大，当可变工作点位于接近第二参考点的位置时，占空因数减小。可变工作点完全置于不稳定区域以产生振荡信号。工作点相对于第一和第二参考点的位置为该模拟信号的可变斜率或振幅的函数。振荡信号能被直接或间接的用于产生对应于模拟信号的增量调制或总和增量调制信号。（*该技术在2022年保护过期，可自由使用*）
【技术实现步骤摘要】
相关申请的交叉引用本申请涉及于1999年10月28日提交，由本专利技术的受让人所拥有的美国专利申请09/429,527，其名称为“从模拟波形产生脉冲的方法和装置”，这里用于所有目的作为参考包含在本文中。基于国家赞助的研究或发展的专利技术的权利的声明不可申请的(NotApplicable)附录于光盘提交的序列表、表格或者计算机程序列表不可申请的(No tApplicable)本申请的
技术介绍
增量调制器及总和增量调制器已经存在多年，并在诸如通讯系统、精密测量装置、音频系统等领域有着广泛的应用潜力。增量调制器及总和增量调制器用于将一限定波段的输入信号转换为一个一比特的输出信号，这样输出信号的输出脉冲密度被输入信号调制。该转换过程通过对输入信号的重复取样实现。关于这些调制器的信息可在万维网、技术说明和公众刊物中很容易的获得。参见B.P.Agrawal和K.Shenoi的《总和增量调制器的设计方法论》，IEEE Trans.Commun.，COM-31卷，360-370页，1983年3月；J.W.Scott，W.L.C.Giancario和C.G.Sodini的《适应增量调制器的互补金属氧化物半导体的斜率》，in Proc.IEEEInt.固态电路会议，1986年2月，130-131页；David Jarman的《总和增量变换的简要说明》，Harris Semiconductor Application Note，1995年5月；以及《自动数字数据采集光盘数据转换》(1999年11月28日最新修订版)。附图说明图1A显示了增量调制器10的传统形式的结构方框图。输入信号12被加法电路14接收。该加法电路14也接收来自积分器16的积分输出脉冲。来自加法电路14的微分信号被送到脉冲调制器18。该脉冲调制器18产生送给积分器16的输出信号19。当该微分信号为负值时，该由脉冲调制器18产生的输出信号19为一正脉冲。当该微分信号为正值时，该由脉冲调制器18产生的输出信号19为一负脉冲。外部重复取样时钟11驱动该增量调制器10。该图示出了由被输入信号的斜率调制的脉冲组成增量调制器的输出。图1B示出了一总和增量调制器20的传统形式的结构方框图。总和增量调制器是增量调制器的改进型。该改进避免了由于低重复采样率导致的斜率过载。输入22被加法电路24接收，该加法电路24也接收一输出信号29。一来自加法电路24的微分信号被送到一积分器26。一来自积分器26的积分信号被送到脉冲调制器28。该脉冲调制器产生输出信号29。一外部重复取样时钟21驱动该总和增量调制器20。该图示出了由输入信号的振幅调制的脉冲组成的总和增量调制器的输出。图2示出了在增量调制器或总和增量调制器的传统形式中的输出信号和量子化噪声的标准功率。这里显示了，重复取样率决定了量子化噪声的频率范围。如图所示，如果重复取样率过低，量子化噪声可能不能被很好的从希望的输出信号当中分离出来，这将严重影响输出信号的品质。由于量子化噪声与重复取样率直接相关，增加重复取样率是减少量子化噪声的干扰的一种合乎逻辑的方法。然而，如图1A和1B所示，增量调制器及总和增量调制器的传统形式都需要大量的电路模块，例如积分电路，加法电路，脉冲调制器及驱动调制器的外部重复取样时钟。以一通常大于输入信号的带宽的重复取样率操作所有的硬件，需要非常复杂的电路。另外，较高的重复取样率需要较高的速度的外部重复取样时钟，它能显著的甚至是过高的增加成本。因此，增加重复取样率在总和增量调制器的传统形式的增量中是不实用的。增加调制器的级也能减少量子化噪声，然而，该方法也会增加电路的复杂性和趋于使系统的稳定性降低。由于上述原因，增量调制器及总和增量调制器的传统形式已经限制了这些经典的(conceptually elegant)装置在低频领域的应用。本专利技术的简要说明依照本专利技术，通过提供有可变斜率或振幅的模拟信号给一有可变工作点、转移函数的特性依赖于被限制在第一和第二稳定工作区域之间的不稳定工作区域的电路，产生振荡信号。不稳定工作区域包含第一和第二参考点。电路能够产生有可变的占空因数的振荡信号，当可变工作点位于更接近第一参考点的位置，占空因数增加；当可变工作点位于更接近第二参考点的位置，占空因数减小。当可变工作点完全位于不稳定区域，将产生振荡信号。工作点与第一和第二参考点的位置关系为一有可变斜率或振幅的模拟信号函数。振荡信号能被直接或间接的用于产生一对应于模拟信号的增量调制或总和增量调制信号。在一具体实施例中，振荡信号包含大量脉冲。在一具体实施例中，可变工作点的位置越接近第一和第二参考点中的一个，模拟信号的斜率或振幅有越多的正值；可变工作点的位置越接近第一和第二参考点中的另一个，模拟信号的斜率或振幅有越多的负值。通过下述结合附图的对本专利技术的详细描述，可更好的理解专利技术。附图简要说明图1A示出了传统的增量调制器的结构方框图；图1B示出了传统的总和增量调制器的结构方框图；图2示出了传统的增量调制器或总和增量调制器输出信号和量子化噪声的标准功率；图3示出了S形转移函数的特性由被第一和第二稳定工作区域限制的不稳定工作区域决定的电路的应用；图4示出了图3所示系统的一个实施例的电路；图5示出了应用如图4所述的有S形转移特性的电路结构的增量调制器的输入和输出；图6示出了N形转移函数的特性由被第一和第二稳定工作区域限制的不稳定工作区域决定的电路的应用；图7示出了图6所示系统的一个实施例的电路；图8示出了应用如图7所述的有N形转移特性的电路结构的增量调制器的典型标准响应。本专利技术的具体描述图3示出了S形转移函数304的特性由被第一稳定工作区域305和第二稳定工作区域307限制的不稳定工作区域306决定的电路302的应用。通过将输入信号308送到电路302，增量调制器能被执行。在任一给定时间，电路302在沿着被定义在X和Y轴上的S形转移函数304的工作点上工作。为了执行增量调制器，该工作点最初保持在不稳定工作区域306内。不稳定工作区域306的上下区域分别是稳定工作区域305和307。在优选的实施例中，不稳定工作区域306在至少一个特征上，关于X和Y轴的原点对称，以提供一些对称方法响应输入信号308。保持工作点在不稳定工作区域306内，将使电路302在电路302的输出端310产生脉冲。在不稳定区域306内移动工作点的位置，将导致脉冲的占空因数变化。在一实施例，当工作点位于不稳定工作区域306的中心时，电路302产生的脉冲的占空因数为或接近50％。当工作点被驱动接近参考点Yup时，占空因数变大(也就是大于50％)，当工作点被驱动接近另一参考点Ylo时，占空因数变小(也就是小于50％)。参考点Yup和Ylo能被调整，以供给电路302期望的动态范围。描述电路302的运行的一组方程式如下dYdt=dVsdt-αX]]>ϵdXdt=Y-Ψ(x)]]>S形转移特性电路的工作点能通过设定dY/dt＝0和dX/dt＝0被找到。这相当于线Y＝Ψ(x)和X＝dVs/αdt的交叉点，其中dVs/dt表示输入信号308的斜率。这里可以看出，输入信号308的斜率驱动工作点，因而决定了输出端产生的脉冲的占空本文档来自技高网...
【技术保护点】
一种用于从模拟信号中产生振荡信号的方法，其中包括：提供斜率可变的模拟信号给有可变工作点和转移函数的特性被由第一和第二稳定工作区域限制的不稳定工作区域限定的电路；所述不稳定工作区域包含第一和第二参考点，所述电路能产生占空因数可变的振荡 信号，当所述可变工作点位于接近所述第一参考点的位置时，所述占空因数增大，当所述可变工作点位于接近所述第二参考点的位置时，所述占空因数减小；将所述可变工作点完全置于所述不稳定区域以产生所述振荡信号，所述可变工作点的所述位置依赖于所述模 拟信号的所述可变斜率，其中所述工作点的所述位置相对于所述第一和所述第二参考点为所述模拟信号的所述可变斜率的函数，其中所述振荡信号能被直接或间接的用于产生对应于所述模拟信号的增量调制信号。
【技术特征摘要】
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【专利技术属性】
技术研发人员：朱瑞安托乔，金睦莱，
申请(专利权)人：新加坡国立大学，
类型：发明
国别省市：SG[新加坡]
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