削波检测器电路和电子系统技术方案

本公开的实施例涉及削波检测器电路和电子系统。削波检测器电路包括计时器电路和计数器电路。计时器电路被配置为：监测自从PWM信号中最后出现边沿后经过的时间段；当该时间段过去时断言第一信号；并且由于PWM信号中出现边沿，而解除断言第一信号并复位时间段。计数器电路配置为：确定自从第一信号的最后解除断言后PWM信号中的脉冲数；并且当自从第一信号的最后解除断言后的PWM信号中的脉冲数达到m个脉冲时，断言第二信号。削波检测器电路被配置为：根据第一信号和第二信号来产生指示脉冲宽度调制信号是否被削波的削波检测信号。

【技术实现步骤摘要】
削波检测器电路和电子系统
本公开总体上涉及一种电子系统，并且在特定实施例中，涉及一种脉冲宽度调制(PWM)削波检测器电路和对应的电子系统。
技术介绍
削波是波形失真的一种形式，一旦信号超过某个阈值便会对其进行限制。例如，当放大器被过驱动并且试图递送超过其最大能力的输出电压或电流时，即当放大器饱和时，可能会发生削波。在PWM信号的情况下，削波(在本说明书中也称为“饱和”)可能会导致占空比接近或等于0％或100％。特别是在包括开关PWM调制器的音频系统的情况下，音频系统的行为可能会由于PWM信号饱和或接近饱和(即发生削波时)而受到影响。因此，检测PWM信号的削波现象可能很重要，就检测削波而言，可以提供一种方法来识别PWM信号的饱和度，从而触发反馈设备和/或校正技术，以限制对(音频)系统的输出信号的失真影响。用于检测PWM信号的削波的已知解决方案基于对由PWM调制器电路生成的PWM信号中的“丢失”脉冲进行计数，如图1和图2所示。图1是示例PWM调制器电路10和耦合到其的削波检测电路12的电路图。PWM调制器电路10被配置为生成PWM信号PWMout，削波检测电路12被配置为检测信号PWMout的削波(即，饱和)。PWM调制器电路10包括：-信号积分器，其包括运算放大器100和电容器102，电容器102被耦合在运算放大器100的输出节点与运算放大器100的第一输入节点之间，运算放大器100被配置用于在第一输入节点处接收输入方波(电流)信号Isq，并由此生成输出周期性载波信号Vtri，例如三角形或锯齿形周期性载波信号，以及-比较器电路104，其在第一输入节点处接收周期性载波信号Vtri，并在第二输入节点处接收调制信号Vmod，从而产生具有占空比的输出脉冲宽度调制信号PWMout，该占空比是调制信号Vmod的幅度的函数。只要调制信号Vmod被包括在周期性载波信号Vtri的上限阈值Vtri,H和下限阈值Vtri,L之间，信号PWMout就不会饱和(或削波)并且在周期性载波信号Vtri的每个周期处包括脉冲，即一对边沿(一个上升沿和一个下降沿)。相反，由于调制信号Vmod不被包括在上限阈值Vtri,H和下限阈值Vtri,L之间(即，Vmod高于Vtri,H或低于Vtri,L)，比较器电路104的输出节点不换向(commute)并且信号PWMout饱和，即，信号PWMout不包括边沿并且保持在低逻辑电平(如图2所示，当Vmod＞Vtri,H时)或高逻辑水平。因此，通过使用削波检测电路12感测信号PWMout并检测其中的“丢失”脉冲(即，在周期性载波信号Vtri的至少一个周期内检测信号PWMout中脉冲的缺失)，可以检测到信号PWMout的饱和(削波)。在如图1所示的已知解决方案中，削波检测电路12包括向上计数器120(例如，由一个或多个触发器实现)，其被配置为接收信号PWMout和时钟信号ClkPkTri。时钟信号ClkPkTri是与周期性载波信号Vtri同步的时钟信号。例如，时钟信号ClkPkTri可以与周期性载波信号Vtri的峰值和谷值同步，如图2所示，例如，当周期性载波信号Vtri达到上限阈值Vtri,H时，时钟信号ClkPkTri具有下降沿；而当周期性载波信号Vtri达到下限阈值Vtri,L时，时钟信号ClkPkTri具有上升沿。在向上计数器120的(异步)复位输入R处接收信号PWMout，使得向上计数器120在时钟信号ClkPkTri的每个周期(例如，在时钟信号ClkPkTri的每个上升沿或下降沿)增加内部计数数目(例如，增加一个单位)，其中每次在PWMout信号中出现脉冲时，内部计数数目被(异步地)复位为零。因此，削波检测电路12对接收的信号PWMout中的连续丢失脉冲的数目进行计数，该丢失脉冲是如果信号PWMout未饱和则在时钟信号ClkPkTri的每个周期处期望的脉冲。由于连续丢失脉冲的计数达到某个值n(例如n＝3)，则削波检测电路12的输出信号ClipDet被断言(例如，设置为高，参见图2中的时刻t1)，从而指示信号PWMout的饱和。在如图1所示的已知解决方案中，削波检测电路12还包括内部逻辑复位电路(在本文所附的附图中不可见)，该内部逻辑复位电路被配置为：当在断言饱和条件之后(例如，参见图2中的时刻t2)，信号PWMout中的脉冲首次出现时(即，当内部计数数目被复位为零时)，将输出信号ClipDet解除断言(例如，设置为低)。
技术实现思路
尽管该领域广泛开展活动，但仍需要进一步改进的解决方案。专利技术人已经观察到，图1中例示的已知解决方案不适合与相对较高的频率(例如，高于1MHz的频率)的PWM信号一起使用，因为它们可能不稳定。特别地，专利技术人已经观察到在较高频率时，削波检测电路12中的向上计数器120在以较快的速率增加内部计数数目。因此，在低频率时，当信号PWMout未被削波时，削波检测也可能会出乎意料地很快发生，除非n被选择为高。考虑到低频信号(诸如1kHz或更低)，削波检测的时间间隔较长，在该间隔期间，由于开关级实现的最小/最大占空比的固有限制，PWM放大器丢失并获取了脉冲(对应于D类放大器的不稳定区域)。由于时钟信号ClockPkTri的频率增加，例如从300kHz增加到2MHz，导致输出信号ClipDet多次接通/断开，这种现象恶化。同样，已知的解决方案可能会在调制信号Vmod中出现噪声，特别是当信号PWMout的占空比接近0％或100％时，即，当调制信号Vmod接近周期性载波信号Vtri的上限阈值Vtri,H和下限阈值Vtri,L之一时。在这些情况下，信号PWMout可能会非常不稳定并且规则脉冲较少，因此输出信号ClipDet也可能会受到不稳定性的影响，例如包括虚假换向，在开关频率较高的情况下(诸如2MHz)，该问题甚至更加重要。为了解决上述技术问题，本公开提出了一种削波检测器电路和电子系统。在第一方面，提供了一种削波检测器电路，该削波检测器电路包括：输出端子；计时器电路，计时器电路被配置为：监测脉冲宽度调制信号的边沿，监测自从脉冲宽度调制信号中最后出现边沿后经过的时间段，当时间段过去时断言第一信号，并且由于脉冲宽度调制信号中出现边沿，解除断言第一信号，并且复位时间段；以及计数器电路，计数器电路被配置为：监测脉冲宽度调制信号和第一信号，确定自从第一信号的最后解除断言后的脉冲宽度调制信号中的脉冲数，并且当自从第一信号的最后解除断言后的脉冲宽度调制信号中的脉冲数达到m个脉冲时，断言第二信号，其中m是大于1的正整数，其中削波检测器电路被配置为根据第一信号和第二信号在输出端子处产生削波检测信号，削波检测信号指示脉冲宽度调制信号是否被削波。根据一个实施例，m小于或等于3。根据一个实施例，计时器电路包括另外的计数器电路，另外的计数器电路被配置为：接收时钟信号，并且由于自从脉冲宽度调制信号中最后出现边沿后经过时钟信号的n个周期而断言第一信号本文档来自技高网...

【技术保护点】
1.一种削波检测器电路，其特征在于，包括：/n输出端子；/n计时器电路，所述计时器电路被配置为：/n监测脉冲宽度调制信号的边沿，/n监测自从所述脉冲宽度调制信号中最后出现边沿后经过的时间段，/n当所述时间段过去时断言第一信号，并且/n由于所述脉冲宽度调制信号中出现边沿，解除断言所述第一信号，并且复位所述时间段；以及/n计数器电路，所述计数器电路被配置为：/n监测所述脉冲宽度调制信号和所述第一信号，/n确定自从所述第一信号的最后解除断言后的所述脉冲宽度调制信号中的脉冲数，并且/n当自从所述第一信号的所述最后解除断言后的所述脉冲宽度调制信号中的所述脉冲数达到m个脉冲时，断言第二信号，其中m是大于1的正整数，其中所述削波检测器电路被配置为根据所述第一信号和所述第二信号在所述输出端子处产生削波检测信号，所述削波检测信号指示所述脉冲宽度调制信号是否被削波。/n

【技术特征摘要】
20190228 IT 1020190000029531.一种削波检测器电路，其特征在于，包括：
输出端子；
计时器电路，所述计时器电路被配置为：
监测脉冲宽度调制信号的边沿，
监测自从所述脉冲宽度调制信号中最后出现边沿后经过的时间段，
当所述时间段过去时断言第一信号，并且
由于所述脉冲宽度调制信号中出现边沿，解除断言所述第一信号，并且复位所述时间段；以及
计数器电路，所述计数器电路被配置为：
监测所述脉冲宽度调制信号和所述第一信号，
确定自从所述第一信号的最后解除断言后的所述脉冲宽度调制信号中的脉冲数，并且
当自从所述第一信号的所述最后解除断言后的所述脉冲宽度调制信号中的所述脉冲数达到m个脉冲时，断言第二信号，其中m是大于1的正整数，其中所述削波检测器电路被配置为根据所述第一信号和所述第二信号在所述输出端子处产生削波检测信号，所述削波检测信号指示所述脉冲宽度调制信号是否被削波。


2.根据权利要求1所述的削波检测器电路，其特征在于，m小于或等于3。


3.根据权利要求1所述的削波检测器电路，其特征在于，所述计时器电路包括另外的计数器电路，所述另外的计数器电路被配置为：接收时钟信号，并且由于自从所述脉冲宽度调制信号中最后出现边沿后经过所述时钟信号的n个周期而断言所述第一信号，其中n是大于1的正整数。


4.根据权利要求3所述的削波检测器电路，其特征在于，n小于或等于6。


5.根据权利要求4所述的削波检测器电路，其特征在于，m等于3，并且n等于6。


6.根据权利要求3所述的削波检测器电路，其特征在于，所述时钟信号具有与所述脉冲宽度调制信号相同的周期。


7.根据权利要求3所述的削波检测器电路，其特征在于，所述另外的计数器电路被配置为：
在相应的复位输入处接收所述脉冲宽度调制信号，并且在相应的时钟输入处接收所述时钟信号；
在所述时钟信号的每个周期增加相应的内部计数数目，并且在所述脉冲宽度调制信号中每次出现边沿时，将所述相应的内部计数数目复位为零；以及
由于所述相应的内部计数数目达到计数n，断言所述第一信号。


8.根据权利要求1所述的削波检测器电路，其特征在于，所述计数器电路被配置为：
在相应的复位输入处接收所述第一信号，并且在相应的时钟输入处接收所述脉冲宽度调制信号；
在所述脉冲宽度调制信号中每次出现脉冲时，增加相应的内部计数数目，并且在每次断言所述第一信号时将所述相应的内部计数数目复位为零；以及
由于所述相应的内部计数数目达到计数m，断言所述第二信号。


9.根据权利要求1所述的削波检测器电路，其特征在于，还包括OR逻辑门，所述OR逻辑门被配置...

【专利技术属性】
技术研发人员：N·加洛，E·博蒂，
申请(专利权)人：意法半导体股份有限公司，
类型：新型
国别省市：意大利;IT