利用交错的脉宽调制信号进行数模变换制造技术

本发明专利技术涉及一种用于数模变换的方法和电路，其中一个交错的脉宽调制信号（ＶＰＷＭ）被低通滤波。

【技术实现步骤摘要】

本专利技术涉及一种用于数模变换的方法和电路。
技术介绍
数字信号转换成模拟信号在各种电子领域中是经常出现的问题。除了各种其它的方法以外，其中脉宽调制信号的低通滤波是已知的。在脉宽调制的信号中，一定逻辑电平的持续时间描述待传输的信息，该一定逻辑电平的持续时间单独被观察或也作为相对其他逻辑电平的持续时间的所谓的占空比被观察。如果现在一个时间上的平均值构成通过低通滤波来进行，则模拟信号利用该平均值如此调节，以致该模拟信号连续跟随逻辑电平的时间上的持续时间或占空比。
技术实现思路
本专利技术基于以下技术问题，即给出一种用于具有有利特性的数模变换的新方法和新电路。本专利技术一方面针对用于数模变换的方法，在该方法中从数字信号中产生交错的脉宽调制信号并且该交错的脉宽调制信号利用具有低通特性的滤波器来滤波，其中，在至少数字信号的部分值处，该交错的脉宽调制信号在模式再现时间内包含至少两个具有一定逻辑状态的时间子块和至少两个其它的具有其它一定逻辑状态的时间子块并且该时间子块的脉宽的总和描述该数字值；以及另一方面针对具有一个设备和一个低通滤波器的相应安排的电路，该设备用于从数字信号中产生交错的脉宽调制信号而该低通滤波器用于滤波交错的脉宽调制信号，该设备针对根据本专利技术的方法来设计。优选的改进方案在从属权利要求中给出。在以下说明中，不再明确区分本专利技术的方法特征和装置特征，以致鉴于这两种类别应理解包括实施例在内的公开。因此，本专利技术涉及一种通过此处称为交错的脉宽调制信号的信号的低通滤波来进行数模变换。因此应表明，不同于传统的脉宽调制信号，该信号在模式再现时间内包含具有各自的逻辑状态的多于一个的时间子块。更确切地说，根据本专利技术的交错的脉宽调制信号应在模式再现时间内通过多个时间子块来交错。在此，从待变换的数字信号的始终不变的、但是为任意的值出发，模式再现时间被理解为最小时间，随着该时间该交错的脉宽调制信号的信号模式再现。在此应注意，模式再现时间不涉及针对数字信号的完全确定的(并且不是针对任意的)值在交错内出现的小时间单元，利用该小时间单元对称条件下的模式再现。这种对称可以与值相关地出现。该模式再现时间更确切地说是实际复制数字值的时间、也即这样的时间，利用该时间即使在非对称交错模式的情况下也再现该信号。因此在根据本专利技术的交错的脉宽调制信号处出现具有一定逻辑状态的多个时间子块，以致与传统的脉宽调制信号相反得到相应增加信号状态交替的次数。为了进一步说明，本专利技术根据优选的实施例来解释，其中传统的脉宽调制信号被变换为根据本专利技术的交错的脉宽调制信号。尽管这是特殊情况，但是因为这两个信号的比较，针对交错的脉宽调制信号的理解本身也是解释性的。因此本专利技术的基本观点此处在于，如此变换该脉宽调制信号，以致通过时间上的划分得到时间子块，该时间子块以相对最初划分偏离的顺序被布置。在此，在具有固定频率例如一个周期的信号的情况下，观察脉宽调制信号的模式再现时间。该模式再现时间必须包含至少一个具有逻辑正状态的时间块和具有逻辑负状态的交界的时间块，可是也可以包含其他的时间块。在此，时间上的划分应该得到时间子块，该时间子块分别具有明显的逻辑状态、也即一个正状态或一个负状态。因此特别是在模式再现时间中逻辑正时间块和逻辑负时间块之间的界限应也在划分之后再次对应时间子块之间的界限。该重新安排应以这种方式实现，即逻辑状态交替的次数在模式再现时间内被增加。因此如果例如从具有正好为逻辑正的时间块和正好为逻辑负的时间块的模式再现时间出发，则两个逻辑状态交替分摊到最初的状态中的这些模式再现时间。可是如果该时间子块被重新分布，则在很多情况下多于两个的逻辑状态交替在模式再现时间内出现。在根据本专利技术的优选的情况下，逻辑状态交替的次数在预先给定的时间子块中的划分处被最大化。一种更细致的划分当然允许最大化到甚至更多次数的状态交替。该单纯的时间子块的重新安排在各自的子块的逻辑值始终不变的情况下不改变通过低通滤波作为模拟值获得的信号的平均值。可是通过该重新安排，较高频率的频率分量的更强的强调被实现而且因此通过低通滤波器实现更好的信号的滤波能力。如果为了说明而介绍通常的RC元件形式的低通滤波器，则紧跟着根据本专利技术的时间子块的重新安排状态交替之间的时间间隔更短，以致在滤波器电容中出现具有较小电压幅值的再充电过程。因此，所滤波的信号有具有较小幅值的粗糙度(“纹波(ripple)”)并因此被更好地滤波。换言之，可以应用更简单的滤波器、例如这种具有较小电容的简单滤波器。另一种可能性是较小的输出阻抗及因此波动的输出电流引起的较小偏移，该另一种可能性此处按首要需求在电路布线中非常重要或者同时也是相关的。因此，本专利技术也涉及，通过划分为传统的脉宽调制信号或者另外产生的根据本专利技术的信号来定义的时间子块在模式再现时间上如此分布，以致状态交替之间的较小时间间距显现。该结论当然取决于所描述的值而适用。特别是，完全在可描述的值域边缘上的值中可以得到，具有逻辑正状态或逻辑负状态的时间块仅仅还符合单个时间子块并因此针对一个或针对两个可描述的值域的最外面的值通过重新安排可以实现非正交状态交替的次数。原理上，可能出现与其它值的重新安排方案也相关的类似的例外。可是重要的是，几乎关于所有出现的值的装置总共被实现状态交替次数的提高并且因此也实现时间上的间距的减小。优选地甚至应力求具有一定逻辑状态的时间子块的某一均匀分布，也即逻辑负内有逻辑正或者反之亦然。但是鉴于滤波能力，在模式再现时间内的真正的均匀分布虽然可能是有利的，可是可能关于必要的再分布过程比其他方案更复杂，该其他方案仅仅实现均匀分布上的近似。因此，本专利技术已经把这样的再分布看作特别有利的，其中至少在约一半模式再现时间中实现时间子块的均匀分布。(为了预防误解不论是逻辑负的时间子块还是逻辑正的时间子块的意义上的均匀分布应没有被实现，而是在剩余的模式再现时间内具有极少的逻辑值的时间子块的均匀分布。)上面已经详述，传统的脉宽调制信号的转换仅仅描述用于实施根据本专利技术方法的一种可能性。也可能在另一个数字信号的基础上产生根据本专利技术的交错的脉宽调制信号。在此，一个优选的行为方式以此出发，即待变换的数字信号的信号值与一个信号比较，该信号通过一个计数器信号的位交换来获得。传统的脉宽调制信号也就是可由此产生，即相应的数字值与单调上升的或单调下降的阶跃信号、也即计数器信号比较。根据数字值有多高，在模式再现时间内更早或更晚实现状态交替。如果现在计数器信号在比较之前通过位交换改变并且此后不再单调下降或上升，则根据本专利技术的交错的脉宽调制信号可以这种方式被产生。该比较结果仅仅通过模式再现时间内的重新安排而区别于传统的脉宽调制信号处的比较结果。通过以下的低通滤波的平均值构成与此无关。特别优选的是计数器信号的位交换，其中(至少)最低有效位(LSB)被设置在最高有效位(MSB)的位置上。一个优选的特殊情况规定，位的顺序完全被反转，因此该最有效的位被设置在最低有效位的位置上，第二最有效的位设置在第二最低有效位的位置上等等。这样以技术简单的方式高度适量地形成交错的脉宽调制信号，而不用再分布一个真正的传统的脉宽调制信号。在本实施方案中，更确切地说该再分布已经在比较前在计数器信号中进行。一个其他的优选的改进方案规定，针对位转换本文档来自技高网...

【技术保护点】
用于数模变换的方法，其中从一个数字信号（Ｃ）中产生一个交错的脉宽调制信号（ＶＰＷＭ）并且该交错的脉宽调制信号（ＶＰＷＭ）利用一个具有低通特征的滤波器来滤波，其中该交错的脉宽调制信号（ＶＰＷＭ）在模式再现时间（Ｔ）内在 至少数字信号（Ｃ）的部分值处包含具有一定逻辑状态的至少两个时间子块和具有另一个一定逻辑状态的至少两个其它的时间子块，并且该时间子块的脉宽的总和描述数字值（Ｃ）。

【技术特征摘要】
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【专利技术属性】
技术研发人员：O沙尔莫泽，
申请(专利权)人：电灯专利信托有限公司，
类型：发明
国别省市：DE[德国]