改善1.5位∑-△调变D类放大器的反馈线性度的装置及方法制造方法及图纸

一种改善１．５位∑－Δ调变Ｄ类放大器反馈线性度的装置及方法，包括一转换电路串联两个同时具有＋１和－１增益的运算放大器，将第一正反馈信号和第一负反馈信号定时地反转和混合，以产生出线性度良好的第二正反馈信号和第二负反馈信号，供１．５位∑－Δ调变Ｄ类放大器的控制电路进行反馈控制。

【技术实现步骤摘要】

本专利技术涉及一种D类放大器，具体地说，是一种改善1.5位i:-A凋变[)类放大器的反馈线性度的装置及方法。
技术介绍
D类放大器大致上可分成脉宽调变(PWM)类型及2 - A调变类型，而X -A调变D类放大器又可分为1位及1. 5位两种，1位及1. 5位代表量化器输出电压准位的个数，或者称为分辨率。1位表示将输入信号量化为二个准位，例如0禾n 1,美国第5, 777， 512号专利即为一例。由于1位Z - A调变D类放大器在输入小或无输入信号时，会因为高切换损耗造成低转换效率，因此有人提出将输入信号量化为三个准位的1.5位S-A调变D类放大器，如美国专利第5， 077, 539和7， 170, 340号，以降低切换损耗并提高转换效能。图1是常用的1. 5位S-A调变D类放大器10的方块图，包括三个积分器、13及14用以将互为反相的输入信号VINP及VINN转换为信号S0P及SON,积分器12、 13及14可以是连续时间或离散时间类型的积分器，:1.5位量化器18将信号S0P及S0N量化为具有3个准位的数字信号提供给切换逻辑20 ，用以控制功率级22的运作。图2是图1的功率级22的电路图。如图2所示，量化的数字信号+1、0及-1通过切换逻辑20以信号UGA、LGA、l)GB和LGB控制H桥上的M0S 26、28、 30、 32，以提供不同的差动电压给负载40。 1.5位量化器20的输出 与H桥状态的关系如表1所列。当量化输出为+1时，MOS 26、 32导通且 MOS 28、 30截止，电流自电压源Vdd经MOS 26通过负载40再经MOS 32 到接地，负载40上的跨压为第-一电压。当量化输出为-1时，M0S 26、 32 截止且M0S 28、 30导通，电流自电压源Vdd经M0S 30通过负载40再经 M0S 28到接地，负载40上的跨压为第二电压。当量化输出为0时，MOS 28、 32导通且M0S26、 30截止，节点34及36接地，负载40上的跨压为零。<table>table see original document page 5</column></row><table>表11.5位S-A调变D类放大器具有比1位2-A调变D类放大器更高的 分辨率及较好的效率，却也产生了负载上的电压变化非线性的问题。理想上，H桥中的MOS 26、 30及分压电阻R1 R4是互相匹配的，使 得负载40上的跨压具有线性的电压变化，例如当第一电压为1伏特的时 候，第二电压为-l伏特，负载40上的电压变化即为图3虚线所示的线性 的理想电压变化曲线104。图3是负载上的电压变化曲线图。然而，实际 电路中的电阻及MOS是不匹配的，例如当量化输出为+1时，产生的第 一 电 压为l.l伏特，但量化输出为-1时，产生的第二电压却为-0.9伏特，而 量化输出为0时的负载40上电压仍为0，形成电压变化曲线102非线性。这种非线性的输出被电阻Rl、 R2和电阻R3、 R4分压产生反馈信号LX—P 和LX一N，反馈到积分器12，造成输出信号在倍频处谐波的总合(Tota] Harmonic Distortion Pulse Noise; THD+N)大，降低放大器的分辨率。美国专利第6，472，933号提出一种四进制的H桥切换方法，将H桥的 切换分成+ 1、 0H、 0L及-1四个状态，试图使负载上的电压变化接近线性 而改善THD+N，但它产生转换系统复杂化的问题。因此已知的D类放大器存在着上述种种不便和问题。
技术实现思路
本专利技术的目的，在于提出一种改善1.5位E-A调变D类放大器反馈 线性度的装置。本专利技术的又一目的，在于提出一种改善1.5位i:-A调变D类放大器反馈线性度的方法。为实现上述目的，本专利技术的技术解决方案是一种改善1.5位2-A调变D类放大器的反馈线性度的装置，所述D 类放大器设有一控制电路，控制一功率级对一负载电路提供三个准位的输 出电压，包括一输入端， 一转换电路和一输出端，其特征在于所述输入端自所述功率级取得第一正反馈信号和第一负反馈信号；所述转换电路将所述第一正反馈信号和第一负反馈信号反转及混合， 以产生第二正反馈信号和第二负反馈信号；所述输出端所述第二正反馈信号和第二负反馈信号提供给所述控制电 路进行反馈控制。本专利技术的改善1. 5位A调变D类放大器的反馈线性度的装置还可以 采用以下的技术措施来进一歩实现。前述的装置，其中所述转换电路包括两个串联的运算放大器。 前述的装置，其中所述二运算放大器都具有正一和负一的增益。 前述的装置，其中所述转换电路更包括复数个开关在所述输入端和所 述转换电路之间。前述的装置，其中所述转换电路更包括复数个开关在所述二运算放大 器之间。一种改善1.5位2-A调变D类放大器之反馈线性度的方法，所述D 类放大器设有一控制电路，控制一功率级对一负载电路提供三个准位的输 出电压，所述方法包括下列步骤第一歩骤自所述功率级取得第一正反馈信号和第一负反馈信号；第二步骤反转及混合所述第一正反馈信号和第一负反馈信号，以产 生第二正反馈信号和第二负反馈信号；第三歩骤将所述第二正反馈信号和所述第二负反馈信号提供给所述 控制电路进行反馈控制。一种1. 5位S-A调变D类放大器，包括一控制电路， 一功率级， 一输 入端， 一转换电路和一输出端，其特征在于所述功率级受所述控制电路控制以对一负载电路提供三个准位的输出 电压；所述输入端自所述功率级取得第一正反馈信号和第一负反馈信号； 所述转换电路将所述第一正反馈信号和所述第一负反馈信号反转及混合，以产生第二正反馈信号和第二负反馈信号；所述输出端将所述第二正反馈信号和所述第二负反馈信号提供给所述控制电路进行反馈控制。前述的装置，其中所述转换电路包括两个串联的运算放大器。前述的装置，其中所述二运算放大器都具有正一和负一的增益。 前述的装置，其中所述转换电路更包括复数个开关在所述输入端及所 述转换电路之间。前述的装置，其中所述转换电路更包括复数个开关在所述二运算放大 器之间。采用上述技术方案后，本专利技术的改善1. 5位2 - A调变D类放大器的反馈线性 度的装置通过转换电路，串联两个同时具有+ 1和-1增益的运算放大器，使 得第 一正反馈信号和第一负反馈信号定时地反转及混合，以便产生线性度 良好的第二正反馈信号及第二负反馈信号，从而达到控制电路进行反馈控 制的优点。附图说明图1是常用的1.5位S-A调变D类放大器的方块图图2是图1的功率级的电路图3是负载上的电压变化曲线图4是本专利技术的一实施例；图5是图4本专利技术的实施例产生的反馈信号；图6是模拟已知反馈方法得到的输出波形图7是模拟本专利技术的反馈方法得到的输出波形图。具体实施例方式请参阅图4所示，图4是根据本专利技术的一实施例，在1.5位2:-A调 变D类放大器的反馈路径中加入一转换电路，将原来的反馈信号进行反转 和混合，通过产生断波器平均值(chopper average)的方式改善反馈的线性度。图4的转换电路包括复数个开关与运算放大器44、 46串联，运算 放大器44和46分别连接电阻48、 50、 52、 54以及电阻56、 58、 60、 62 以同时提供本文档来自技高网...

【技术保护点】
一种改善１．５位∑－Δ调变Ｄ类放大器的反馈线性度的装置，所述Ｄ类放大器设有一控制电路，控制一功率级对一负载电路提供三个准位的输出电压，包括一输入端，一转换电路和一输出端，其特征在于：　所述输入端自所述功率级取得第一正反馈信号和第一负反 馈信号；　所述转换电路将所述第一正反馈信号和第一负反馈信号反转及混合，以产生第二正反馈信号和第二负反馈信号；　所述输出端所述第二正反馈信号和第二负反馈信号提供给所述控制电路进行反馈控制。

【技术特征摘要】

【专利技术属性】
技术研发人员：张腾轰，郭俊彦，
申请(专利权)人：立锜科技股份有限公司，
类型：发明
国别省市：71[中国|台湾]