一种具有脉宽调制（ＰＷＭ）信号产生单元、校正单元、低通滤波器、频率调制单元和功率放大单元的开关功率放大器，其中，所述ＰＷＭ信号产生单元将输入音频信号转换为具有预定载波频率的ＰＷＭ信号；所述校正单元对包括在所述ＰＷＭ信号中的音频信号与负反馈输出音频信号之间的差进行校正，以产生校正后的ＰＷＭ信号；所述低通滤波器从校正后的ＰＷＭ信号中去除高频分量；所述频率调制单元调制所述校正后的ＰＷＭ信号，以便校正后的ＰＷＭ信号具有与输入ＰＷＭ信号的载波频率不同的开关频率，以产生调制的ＰＷＭ信号；所述功率放大单元放大所述调制的ＰＷＭ信号的功率。
【技术实现步骤摘要】
【国外来华专利技术】
本申请基 于35 U. S. C. § 119(a)要求于2008年7月16日提交到韩国知识产权局 的第10-2008-0069311号韩国专利申请和于2009年3月31日提交到韩国知识产权局的第 10-2009-0027754号韩国专利申请的优先权，所述申请的内容通过引用全部包含于此。本专利技术总体构思涉及一种开关功率放大器，更具体地说，涉及一种通过将输入音 频信号转换为脉宽调制(PWM)信号，从PWM信号中去除载波频率，并调制所述PWM信号以便 PWM信号具有用于功率级(power stage)操作的新频率，从而去除功率放大单元的非线性 的功率放大器。
技术介绍
A类功率放大器、B类功率放大器和AB类功率放大器通常被用作线性模拟功率放 大器。这些线性模拟功率放大器具有良好线性但提供低效率，因此导致大的功率损失。为 了解决这个问题，已提出了提供高效率的开关功率放大器(也被称为D类功率放大器)。这 些开关功率放大器基本上将输入信号变为脉宽调制(PWM)信号，并使用功率开关级(power switch stage)来放大所述输入信号。然而，由于功率开关级的非线性，开关功率放大器的 性能会恶化。所述功率开关级的非线性使总谐波失真(THD)恶化，并产生带外噪声，从而使 信噪比(SNR)恶化。另外，由于连接到所述开关功率放大器的功率开关级的功率单元的非 线性和纹波使得在输出信号中产生噪声。专利技术的公开技术方案本专利技术总体构思提供一种开关功率放大器以及控制所述开关功率放大器的方法， 所述开关功率放大器改变输入到功率级的脉宽调制(PWM)信号的频率，以便去除所述开关 功率放大器的非线性。有益效果根据本专利技术总体构思的实施例，输入PWM信号被调制，以具有与最初包括在所述 输入PWM信号中的载波频率分量不同的开关频率，从而改善功率放大单元的频率特性，并 校正所述功率放大单元的非线性。附图说明图1是示出现有技术中的开关功率放大器的框图；图2是示出现有技术中的另一开关功率放大器的框图；图3是示出现有技术中的另一开关功率放大器的框图；图4是示出根据本专利技术总体构思的示例性实施例的开关功率放大器的框图；图5是根据本专利技术总体构思的示例性实施例的数字脉宽调制(PWM)信号产生单元 的框图；图6是示出根据本专利技术总体构思的示例性实施例的模拟PWM信号产生单元的框图；图7 A至图7D是示出在图4中示出的开关功率放大器中执行的信号处理的过程的 参考图；图8是更加详细地示出在图4中示出的开关功率放大器的一部分的电路图；图9是示出包括在图4中示出的开关功率放大器中的功率放大单元和解调滤波单 元的示例性实施例的电路图；以及图10是根据本专利技术总体构思的示例性实施例的控制开关功率放大器的方法的流 程图。最佳方式本专利技术总体构思的示例性实施例提供一种开关功率放大器，所述开关功率放大器 包括脉宽调制(PWM)信号产生单元，用于将输入音频信号转换为具有预定载波频率的PWM 信号；校正单元，用于对包括在所述PWM信号中的音频信号与负反馈输出音频信号之间的 差进行校正，以产生校正后的PWM信号；低通滤波器，用于从校正后的PWM信号中去除高频 分量；频率调制单元，用于调制校正后的PWM信号，以便校正后的PWM信号具有与输入PWM 信号的载波频率不同的开关频率；功率放大单元，用于放大调制的PWM信号的功率。本专利技术总体构思的示例性实施例提供一种开关功率放大器，所述开关功率放大器 包括数字信号产生单元，用于将输入的脉冲编码调制(PCM)信号转换为脉宽调制(PWM)信 号，所述数字信号产生单元包括上采样单元，用于对输入PCM信号进行上采样；样本变换 单元，用于将上采样后的输入PCM信号变换为具有载波频率的变换后的PCM信号；噪声整形 单元，用于从可听频带(audible band)中去除所述变换后的PCM信号的量化噪声分量；PWM 单元，用于将所述变换后的PCM信号转换为具有载波频率的PWM信号。所述数字信号产生单元还可包括频率调制单元，用于从所述PWM信号中去除载 波频率，并用于向所述PWM信号加入开关频率；放大器，用于在所述开关频率放大所述PWM 信号的功率。本专利技术总体构思的示例性实施例提供一种开关功率放大器，所述开关功率放大器 包括信号产生单元，用于将输入的脉冲编码调制(PCM)信号转换为具有预定频率的脉宽调 制(PWM)信号；频率调制单元，用于从所述PWM信号中去除载波频率，并用于向所述PWM信号 加入开关频率；放大器，用于在所述开关频率放大所述PWM信号的功率，以产生放大的信号。所述频率调制单元还可包括校正单元，用于对所述PWM信号和放大的信号之间 的差与所述PWM信号进行求和；低通滤波器，用于从所述PWM信号中去除所述预定频率；调 制单元，用于向所述PWM信号加入开关频率。所述频率调制单元还可包括运算放大器，用于接收所述PWM信号，并用于输出调 制的PWM信号；第一负反馈路径，连接到所述运算放大器的正极端，用于从所述PWM信号中 去除所述预定频率，并用于向所述PWM信号加入开关频率；第二负反馈路径，连接到所述运 算放大器的正极端，用于传送调制的PWM信号，并用于校正所述PWM信号和所述调制的PWM 信号之间的误差。具体实施例方式现将详细地描述本专利技术总体构思的实施例，实施例的例子在附图中示出，其中，相同的标号始终指示相同的部件。以下通过参照附图描述实施例，以便解释本专利技术总体构思。 图1是现有技术中的开关功率放大器的示例的框图。开关功率放大器使用脉宽调 制(PWM)方法，其中，在PWM方法中，通过开关来执行放大。参照图1，PWM单元11将输入信 号PCM调制为PWM信号，放大单元12根据取决于所述PWM信号的开关操作来放大所述输入 信号，滤波单元13可以是低通滤波器，从放大的输入信号中提取音频波形。如上所述，由于 放大单元12的非线性，图1的传统开关功率放大器造成输出信号的失真。为了防止由放大单元12的非线性导致的失真，现有技术中已使用了利用负反馈 的反馈控制方法。图2和图3是现有技术中的开关功率放大器的其他示例的框图。参照图2和图3，在现有技术中，为了防止由开关功率放大器的非线性导致的失 真，从放大单元22输出的放大的信号通过反馈单元24进行负反馈，或者滤波单元33的输 出通过反馈单元34进行负反馈。在现有技术中，从所述输入信号中减去输入信号和输出信 号之间的差或向所述输入信号加入所述输入信号和输出信号之间的差，以便校正系统的非 线性。如现有技术中的图2和图3的开关功率放大器中所示，在反馈路径上分别需要模数 转换器(ADC) 25和ADC 35。将ADC 25和ADC 35包括进来导致了信号延迟，并增加了开关 功率放大器的制造成本和尺寸。另外，图2和图3的开关功率放大器无法补偿存在于放大单元22和23的误差源。 如上所述，在数字放大器的开关功率放大操作中，在输出信号中产生非线性和噪声。由于组 成放大单元的诸如金属氧化物半导体场效应晶体管(MOSFET)的晶体管的特性而导致非线 性，其中，所述晶体管的特性包括在开关期间晶体管的上升时段之间的差、在开关期间晶 体管的下降时段之间的差以及其他因素。非线性引起带外量化噪声，因此不仅使总谐波失 真(THD)恶化本文档来自技高网...
【技术保护点】
一种开关功率放大器，所述开关功率放大器包括： 脉宽调制（ＰＷＭ）信号产生单元，用于将输入音频信号转换为具有预定载波频率的ＰＷＭ信号； 校正单元，用于对包括在所述ＰＷＭ信号中的音频信号与负反馈输出音频信号之间的差进行校正，以产生校正后的ＰＷＭ信号； 低通滤波器，用于从校正后的ＰＷＭ信号中去除高频分量，以产生输出的音频信号； 频率调制单元，用于调制校正后的ＰＷＭ信号，以便校正后的ＰＷＭ信号具有与输入ＰＷＭ信号的载波频率不同的开关频率，从而产生调制的ＰＷＭ信号；以及 功率放大单元，用于放大调制的ＰＷＭ信号的功率。
【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：朴海光，
申请(专利权)人：三星电子株式会社，
类型：发明
国别省市：KR
还没有人留言评论。发表了对其他浏览者有用的留言会获得科技券。