数字信号转换器制造技术

数字信号转换器（ＣＮＶ）把数字输入信号（ＰＣＭ）转换成包括宽度变化脉冲的二进制信号的脉宽调制信号（ＰＷＭ）。数字信号转换器能在信号模式和转换模式下工作。在转换模式下，数字信号转换器通过向直流修正信号（ＳＣ）施加反瞬态噪声整形函数（ＮＳＨ２）来提供脉宽调制信号（ＰＷＭ）。在信号模式下，数字信号转换器通过向数字输入信号施加信号噪声整形函数（ＮＳＨ１）来提供脉宽调制信号。

【技术实现步骤摘要】
【国外来华专利技术】
本专利技术的一个方面涉及把数字输入信号转换成包括宽度变化脉冲 的二进制信号的脉宽调制信号的数字信号转换器。数字输入信号是例如 表示音频信息的脉冲编码调制信号。数字信号转换器以例如集成电路的 形式实现。本专利技术的其它方面涉及开关放大器、数字音频系统、把数字 输入信号转换成脉宽调制信号的方法，以及用于可编程处理器的计算机 程序产品。
技术介绍
数字信号转换器可以构成例如包括功率输出级开关放大器的一部 分。功率输出级提供功率信号，这是脉宽调制信号的放大版本。功率输 出级包括例如两个晶体管，其中之一连接在开关放大器输出结点和具有 供电电压的供电电压节点之间。另一个晶体管连接在输出结点和信号地 之间。 一个输出晶体管组成打开开关而另一个晶体管组成关闭开关，或 者反之亦然，取决于脉宽调制信号具有较高值还是较低值。开关放大器常常被称为D类放大器。这种放大器是功率高效的并且允许低失真。数字信号转换器提供的脉宽调制信号包括典型地是介于脉宽调制 信号可能具有的较高值和较低值之间的中间值的直流分量。因此，开关 放大器提供的功率信号也包括近似等于供电电压一半的直流分量。所谓 的单端放大器结构需要隔直(DC)电容来防止直流分量达到功率信号要 去的负载电路。在音频应用中，负载电路可以是例如喇叭或耳机。当接通或关断开关放大器时通常出现瞬态噪声。这和数字信号转换 器提供的脉宽调制信号中的直流分量相关。当分别接通或关断开关放大 器时，直流分量引起隔直电容充放电。该充放电引起瞬态噪声。在音频 应用中，瞬态噪声可以是例如可闻的扑通声或点击声。通过平滑方式的隔直电容充放电可以抑制瞬态噪声。有不同隔直电容平滑充放电的方式，其中之一如下。把直流修正信号施加到数字信号 转换器，引起脉宽调制信号包括给隔直电容平滑充放电的脉冲序列，无 论要求充电还是放电。直流修正信号可以是所谓的具有对应信号地的开 始点或终止点的跳转形式。然而，当通过施加到数字信号转换器的直流修正信号的方法给隔直 电容充放电时，可能出现稳定性问题。数字信号转换器典型地包括所谓 的噪声整形器，把噪声从其原谱区推到离根据数字输入信号的所需谱区 相对较远的谱区。当噪声整形器接收具有最小值或最大值的数字输入信 号时，噪声整形器典型地不稳定。最小值对应例如单端实现的信号地。 结果，具有作为开始点或终止点的信号地的直流修正信号会引起噪声整 形器变得不稳定。然后噪声整形器会产生出现在开关放大器功率信号中 的噪声输出信号。美国专利号6， 538, 590描述了用于在开关模式放大器系统中抑制瞬 态噪声的系统。在该系统中，开关模式功率放大器包括组成放大器开关 的金属氧化物半导体场效应管(MOSFET)互补对。提供了附加MOSFET对。 这些MOSFET的公共节点通过电阻和输出节点相连接。配置附加MOSFET 对来驱动输出节点上的跳转。
技术实现思路
本专利技术的目的是以成本有效方式防止瞬态噪声。独立权利要求定义 本专利技术的不同方面。从属权利要求定义实现本专利技术优点的附加特征。本专利技术考虑下述几点。噪声整形器是具有非线性闭环响应的反馈系 统。因此噪声整形器提供传递特性并具有依赖于噪声整形器收到的输入 信号特性的稳定性裕度。例如，噪声整形器可以对例如数字音频信号的 特定类型输入信号提供噪声和失真方面满意的传递特性。该噪声整形器 可以实际上对例如直流修正信号的其它类型输入信号不稳定。然而，有 可能修改噪声整形器使得对这种其它类型输入信号有充足稳定性裕度。 在另一方面，因而修改过的噪声整形器可能然后不再对描述的第一种类 型输入信号提供满意的传递特性。根据本专利技术，把数字输入信号转换成脉宽调制信号的数字信号转换器具有如下特征。数字信号转换器能在转换模式和信号模式下工作。在 转换模式下，数字信号转换器通过向直流修正信号施加反瞬态噪声整形 函数来提供脉宽调制信号。在信号模式下，数字信号转换器通过向数字 输入信号施加信号噪声整形函数来提供脉宽调制信号。因此，本专利技术在一方面允许关于数字输入信号以噪声和失真形式优 化信号噪声整形函数，并在另一方面关于直流修正信号以稳定性形式优 化反瞬态噪声整形函数。分立噪声整形滤波器提供前述噪声整形函数。 可替换地，单个可重构噪声整形滤波器可以提供信号噪声整形函数和反 瞬态整形函数。在任何一个情况下，噪声整形函数都能以适中的成本在 例如集成电路中实现。分立反瞬态噪声整形滤波器能在相对较小的集成 电路面积上实现。相反地，在前述美国专利中描述的系统需要附加MOSFET和电阻，通常要更昂贵。由于这些原因，本专利技术允许成本有效的瞬态噪声抑制。另外，本专利技术允许和在前述美国专利中描述的系统相比更好的瞬态噪声抑制。该系统依赖于通过连接在附加M0SFET公共节点和输出节点之 间的电阻的瞬态噪声衰减。系统可能实际上抑制了瞬态噪声但是没有有 效地防止瞬态噪声出现。相反地，本专利技术允许数字信号转换器提供给隔 直电容平滑充放电而没有任何瞬态噪声的脉冲序列。这是因为本专利技术防 止了本来由于噪声整形器不稳定性出现的瞬态噪声。由于这些原因，本 专利技术允许相对较好的瞬态噪声抑制。本专利技术优选实施例包括一个或多个下列附加特征，它们每个都对成 本有效的防止瞬态噪声起作用。对应不同从属权利要求的附加特征不同 组合在不同图中描述。信号噪声整形函数优选地组成信号转换路径的一部分，所述信号转 换路径包括开关和具有可变占空比的方波发生器。开关在信号模式下把 信号噪声整形函数的输出采样传递到方波发生器，并在转换模式下传递 反瞬态噪声整形函数的输出采样。数字信号转换器优选地包括提供以启动曲线形式的直流修正信号 的瞬态曲线发生器，以使脉宽调制信号包括宽度逐渐增加的正脉冲序列。数字信号转换器优选地包括提供具有关断曲线形式的直流修正信号的瞬态曲线发生器，以使脉宽调制信号包括宽度逐渐减小的正脉冲序 列。直流修正信号优选地是在曲线开始部分和结束部分具有实质上等 于零的导数的曲线形式。瞬态曲线发生器优选地包括提供在从存储器读出的各自采样之间 的插值采样的内插器。数字信号转换器优选地包括提供反瞬态噪声整形函数的噪声整形 滤波器。噪声整形滤波器包括具有各自限幅值的限幅积分器。限幅积分 器提供输出采样，其各自的幅度被限幅到限幅积分器的限幅值上。一个限幅积分器的限幅值优选地至少在幅度量级上比另一个限幅 积分器的限幅值更低。以下结合附图对本专利技术详细描述和附加特征进行总结。附图说明图1是说明包括数字信号转换器的数字音频系统的框图。图2是说明包括反瞬态噪声整形函数的数字信号转换器的函数图。 图3是说明反瞬态噪声整形函数施加的启动s曲线的信号图。 图4是说明作为噪声整形函数基本元件的限幅积分器的框图。 图5是说明数字信号转换器中反瞬态噪声整形函数实施例的框图。具体实施例方式图1说明包括数字音频放大器AMP的数字音频系统DAS。数字音频 放大器AMP包括数字信号转换器CNV、输出驱动DRV，以及两个输出晶体 管M1、 M2。两个输出晶体管M1、 M2连接在供电电压节点和信号地节点 之间。两个输出晶体管M1、 M2可以是例如场效应管类型并提供有保护二 极管。耦合网络CPL把两个输出晶体管Ml、 M2和例如喇叭或耳机的电声 换能器LS相耦合。耦合网络CPL包括隔直电容"。电声换能器LS连本文档来自技高网...

【技术保护点】
一种数字信号转换器（ＣＮＶ），用于把数字输入信号转换成脉宽调制信号，所述数字信号转换器配置用于工作在转换模式和信号模式下，在所述转换模式下，所述数字信号转换器通过向直流修正信号（ＳＣ）施加反瞬态噪声整形函数（ＮＳＨ２）来提供脉宽调制信号（ＰＷＭ），以及在所述信号模式下，所述数字信号转换器（ＣＮＶ）通过向数字输入信号（ＰＣＭ）施加信号噪声整形函数（ＮＳＨ１）来提供脉宽调制信号（ＰＷＭ）。

【技术特征摘要】
【国外来华专利技术】...

【专利技术属性】
技术研发人员：卢岑LAH多普，阿诺德AP比亚赖斯，
申请(专利权)人：NXP股份有限公司，
类型：发明
国别省市：NL[荷兰]