自适应内插和检索以细化脉宽调制中的采样制造技术

本发明专利技术描述了与生成PWM信号时从均匀样本点估计自然采样点相关的系统、方法及其他实施方式。根据一个实施方式，装置包括交叉点逻辑，被配置为通过识别其间存在参考信号与模拟信号的交点的样本来确定沿着模拟信号的哪些样本接近所述交点，其中所述交点是模拟信号与参考信号相交的点。该装置包括内插逻辑，其被配置为通过使用样本对沿着模拟信号的接近交点的点进行自适应内插。该内插逻辑被配置为对点进行自适应插入，从而细化内部存在交点的点之间的区域。该装置包括搜索逻辑，其被配置为在区域内部搜索，从而通过使用内插点产生交点的估计位置。

【技术实现步骤摘要】
自适应内插和检索以细化脉宽调制中的采样相关申请的交叉引用本专利公开要求于2012年3月14日提交的第61/610,749号美国临时申请的权益，其公开内容通过引用的方式全部并入于此。
技术介绍
这里所提供的背景描述是用于大体上呈现本公开的上下文的目的。在本
技术介绍
部分所述的工作以及在提交时说明书中未经另外证明的方面的程度上，不应明确或暗示地将本专利技术人的工作视为与本公开冲突的现有技术。脉宽调制(PWM)涉及通过数字装置生成信号的技术。例如，该数字装置可以反复改变或者调制方波的占空比，以便近似于模拟信号。例如，PWM通常是产生避免功率损耗过大的信号的有效方法。此外，不同的技术可以用于生成PWM信号。然而，每项技术可能遭受不同的困难，诸如干扰或者准确度降低。
技术实现思路
总体而言，在一个方面中，本说明书公开了用于使用模拟信号的样本来生成脉宽调制(PWM)信号的装置。该装置包括交叉点逻辑，其被配置为通过识别样本来确定沿着模拟信号的哪些样本接近参考信号和模拟信号的交点，该交点存在于所述样本之间。该交点是模拟信号与参考信号相交的点。该装置包括内插逻辑，其被配置为通过使用样本来对沿着模拟信号的接近交点的点进行自适应内插。该内插逻辑被配置为对点自适应内插，从而细化内部存在交点的点之间的区域。该装置包括检索逻辑，其被配置为在区域内部检索，从而通过使用内插点产生交点的估计位置。该装置包括信号发生器，其被配置为生成PWM信号的脉冲序列中的作为交点的估计位置的函数的脉冲。在另一个实施方式中，信号发生器被配置为通过生成宽度基于交点的估计位置的脉冲来生成脉冲。在另一个实施方式中，检索逻辑被配置为使用二分检索算法产生估计位置，以对该区域进行检索。检索逻辑被配置为通过使用二分检索算法在区域内部检索，直到估计位置满足预定条件，从而对该区域进行检索。该预定条件限定用于二分检索算法的迭代的数目。总体而言，在另一方面中，本说明书公开了用于使用模拟信号的样本生成脉宽调制(PWM)信号的方法。该方法包括由信号处理器通过识别其间存在交点的样本来确定沿着模拟信号的哪些样本接近参考信号和所述模拟信号的交点。该交点是模拟信号与参考信号相交的点。该方法包括通过使用所述样本，对沿着模拟信号的接近交点的点进行自适应内插。对点进行自适应内插细化了内部存在交点的点之间的区域。该方法包括在区域内部检索，从而通过使用内插点产生交点的估计位置。该方法包括生成PWM信号的脉冲序列中的作为交点的估计位置的函数的脉冲。总体而言，在另一个方面中，本说明书公开了一种非瞬态计算机可读介质，指令在由计算机执行时使得计算机执行一种方法。该方法包括分析模拟信号的样本。该方法包括由计算机中的信号处理器对沿着模拟信号的接近交点的点进行自适应内插。对点进行自适应内插使用沿着模拟信号的接近参考信号的样本，从而细化内部存在交点的点之间的区域。该交点是模拟信号与参考信号相交的点。该方法包括在区域内部检索，从而通过使用内插点产生交点的估计位置。附图说明附图被并入并组成本说明书的一部分，其示出了本公开的各种系统、方法和其它实施方式。图中所示的单元边界(例如框、框组或者其它形状)代表边界的一个示例。在一些示例中，可以设计一个单元为多个单元或者可以设计多个单元为一个单元。在一些实施方式中，可以实施如下单元为外部部件，示出该单元为另一单元的内部部件，并且反之亦然。图1示出信号处理器的一个实施方式，其与生成PWM信号时从均匀样本点估计自然采样点相关联。图2示出方法的一个实施方式，其与生成PWM信号时从均匀样本点估计自然采样点相关联。图3示出识别接近在模拟信号和参考信号的图上示出的交点的样本的一个示例。图4示出用内插的多次迭代示出的沿着模拟信号内插的一个示例。图5示出在如模拟信号和参考信号的图上所示的内插点之间进行检索的一个示例。图6示出PWM输出与模拟信号和参考信号的图的比较。图7示出振幅和频率域的PWM输出的图。图8示出集成电路的一个实施方式，其与生成PWM信号时从均匀样本点估计自然采样点相关联。具体实施方式这里描述了系统、方法、及其他实施方式的示例，其与估计自然采样点以生成PWM信号的脉冲相关。自然采样点(也被称为NASP)是模拟输入信号与参考信号相交或者交叉的点。也就是说，当在图上一起绘制模拟信号和参考信号时，NASP是两个信号具有相同值、并因此在这里相交的点。自然采样脉宽调制(NPWM)使用NASP，从而确定PWM信号中的脉冲的宽度。然而，NPWM使用连续模拟信号，而不仅仅是样本，以便识别NASP。因此，为了执行NPWM，连续的模拟信号需要是可用的。另外，NPWM经历互调谱失真的困难。另一种用于在PWM中采样的技术是均匀采样脉宽调制(UPWM)。UPWM使用模拟信号的离散样本代替连续的模拟信号。然而，该离散样本并不总是提供NASP的准确近似。因此，UPWM不是如此精确的并且经历带内谐波失真的困难。因此，在一个实施方式中，信号处理器被配置为使用模拟信号的离散样本估计NASP。以这种方式，该信号处理器能够确定NASP的更精确的表示，而不需要使用连续的模拟信号，并且也避免了互调谱失真和带内谐波失真的困难。参考图1，示出信号处理器100的一个实施方式，在生成PWM信号110中的脉冲时，该实施方式与估计自然采样点(NASP)相关联。信号处理器100包括交叉点逻辑120、内插逻辑130、检索逻辑140和信号发生器150。该信号处理器100接收作为输入的模拟信号160和参考信号170。模拟信号160例如是音频信号、控制信号、或者使用脉宽调制(PWM)而被转换为数字形式的另一模拟信号。参考信号170是周期的且重复出现的三角波形或者锯齿载波波形，当确定模拟信号160的值时其被信号处理器100用作参考值。尽管模拟信号160和参考信号170被讨论作为信号处理器100的输入，但是信号160和170的连续值并不由信号处理器100使用。相反，在一个实施方式中，交叉点逻辑120被配置为在离散的时间点对信号160和170采样。以这种方式，信号处理器100不使用缓冲器/存储空间用于整体信号160和170，而是只用于样本。例如，样本是沿着信号160和170中的一个或者两者的离散点，其由振幅值(例如，伏特或者分贝)表示。样本能够被标准化，以便在标绘图上比较两个信号160和170。在一个实施方式中，交叉点逻辑120被配置为使用模拟信号160的样本确定交叉点的可能的位置。交点是模拟信号160与参考信号170相交的点。也就是说，交叉点逻辑120确定沿着模拟信号160的哪些样本接近交点。例如，交叉点逻辑120识别两个样本，其在任一侧接近参考信号170。交叉点逻辑120反复从参考信号170的每个样本的值中减去模拟信号160的每个相应样本的值。通常，相应样本是在相同离散时间得到的样本。当交叉点逻辑120识别结果之间的正负的变化时，然后两个邻近样本(例如，减去两个先前的样本提供了正值，而减去两个当前样本提供负值)已经被识别。正负的变化指示信号160和170已经交叉，并因此在这两个样本之间存在交点。通过定位接近参考信号170的两个模拟信号160的样本，交叉点逻辑120使得在其中对值进行内插和检索交点的区域变窄。例如，一旦识别了两个邻近的样本，那么内插本文档来自技高网...

【技术保护点】
一种用于使用模拟信号的样本生成脉冲宽度调制(PWM)信号的装置，包括：交叉点逻辑，被配置为通过识别其间存在参考信号与所述模拟信号的交点的样本来确定沿着所述模拟信号的哪些样本接近所述交点，其中所述交点是所述模拟信号与所述参考信号相交的点；内插逻辑，被配置为通过使用所述样本对沿着所述模拟信号的接近所述交点的点进行自适应内插，其中所述内插逻辑被配置为对所述点进行自适应内插以细化内部存在所述交点的点之间的区域；检索逻辑，被配置为通过使用内插点在所述区域内部进行检索，从而产生所述交点的估计位置；以及信号发生器，被配置为生成所述PWM信号的脉冲序列中的作为所述交点的所述估计位置的函数的脉冲。

【技术特征摘要】
2012.03.14 US 61/610,7491.一种用于使用模拟信号的样本生成脉冲宽度调制(PWM)信号的装置，包括：交叉点逻辑，被配置为通过识别其间存在参考信号与所述模拟信号的交点的样本中的相邻样本来确定沿着所述模拟信号的哪些样本接近所述交点，其中所述交点是所述模拟信号与所述参考信号相交的点，其中所述样本是所述模拟信号的样本，其中识别所述相邻样本包括通过将所述样本与所述参考信号进行比较并且确定何时出现由所述比较而产生的值的正负的变化；内插逻辑，被配置为在自适应地内插接近所述交点的点时，通过使用所述相邻样本作为区域的起始边界，沿着所述模拟信号在所述相邻样本之间自适应地内插所述点，其中所述内插逻辑被配置为自适应地内插所述点以迭代地细化内部存在所述交点的所述区域；检索逻辑，被配置为通过使用内插点而在根据自适应地内插所述点细化的所述区域内部进行检索，从而产生所述交点的估计位置；以及信号发生器，被配置为生成所述PWM信号的脉冲序列中的作为所述交点的所述估计位置的函数的脉冲。2.根据权利要求1所述的装置，其中所述信号发生器被配置为通过生成宽度基于所述交点的所述估计位置的脉冲来生成所述脉冲，并且其中所述信号发生器被配置为根据所述参考信号和所述模拟信号之间的不同交点的随后估计的位置而生成所述脉冲序列中的每个随后的脉冲。3.根据权利要求1所述的装置，其中所述检索逻辑被配置为使用二分检索算法对所述区域进行检索，从而产生所述估计位置，其中所述检索逻辑被配置为通过迭代地平分所述区域以渐进地细化所述区域并生成限定经细化的区域且接近所述交点的附加点，从而执行所述二分检索算法。4.根据权利要求1所述的装置，其中所述内插逻辑被配置为通过对多个点迭代地内插，直到所述点在所述交点的预定距离内来对所述点进行内插。5.根据权利要求1所述的装置，其中所述交叉点逻辑被配置为以均匀间隔对所述模拟信号进行采样从而生成所述样本，其中所述交点的所述估计位置是所述模拟信号的自然采样点(NASP)的估计。6.根据权利要求1所述的装置，其中所述内插点包括沿着所述模拟信号的两个采样点，所述两个采样点在所述参考信号的相对侧并且位于所述交点的预定距离内。7.根据权利要求1所述的装置，其中所述信号发生器被配置为通过使用均匀PWM采样以确定所述模拟信号的自然采样点来生成所述PWM信号，从而生成所述PWM信号，并且其中所述模拟信号是音频信号。8.一种用于使用模拟信号的样本生成脉冲宽度调制(PWM)信号的方法，所述方法包括：由信号处理器通过识别其间存在参考信号和所述模拟信号的交点的样本中的相邻样本来确定沿着所述模拟信号的哪些样本接近所述交点，其中所述交点是所述模拟信号与所述参考信号相交的点，其中所述样本是所述模拟信号的样本，其中识别所述相邻样本包括通过将所述样本与所述参考信号进行比较并且确定何时出现由所述比较而产生的值的正负的变化；通过使用所述相邻样本作为在其内自适应地内插接近所述交点的点的区域的起始边界，沿着所述模拟信号在所述相邻样本之间自适应地内插所述点，其中自适应地内插所述点细化内部存在所述交点的所述区域；通过使用内插点在所述区域内部进行检索，从而产生所述交点的估计位置；以及生成所述PWM信号...

【专利技术属性】
技术研发人员：S·西鲁西安，Z·吴，K·杰恩，
申请(专利权)人：马维尔国际贸易有限公司，
类型：发明
国别省市：