專利名稱：利用交錯(cuò)的脈寬調(diào)制信號(hào)進(jìn)行數(shù)模變換的制作方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本發(fā)明涉及一種用于數(shù)模變換的方法和電路。
背景技術(shù)：
數(shù)字信號(hào)轉(zhuǎn)換成模擬信號(hào)在各種電子領(lǐng)域中是經(jīng)常出現(xiàn)的問(wèn)題。除了各種其它的方法以外，其中脈寬調(diào)制信號(hào)的低通濾波是已知的。在脈寬調(diào)制的信號(hào)中，一定邏輯電平的持續(xù)時(shí)間描述待傳輸?shù)男畔?，該一定邏輯電平的持續(xù)時(shí)間單獨(dú)被觀察或也作為相對(duì)其他邏輯電平的持續(xù)時(shí)間的所謂的占空比被觀察。如果現(xiàn)在一個(gè)時(shí)間上的平均值構(gòu)成通過(guò)低通濾波來(lái)進(jìn)行，則模擬信號(hào)利用該平均值如此調(diào)節(jié)，以致該模擬信號(hào)連續(xù)跟隨邏輯電平的時(shí)間上的持續(xù)時(shí)間或占空比。

發(fā)明內(nèi)容
本發(fā)明基于以下技術(shù)問(wèn)題，即給出一種用于具有有利特性的數(shù)模變換的新方法和新電路。
本發(fā)明一方面針對(duì)用于數(shù)模變換的方法，在該方法中從數(shù)字信號(hào)中產(chǎn)生交錯(cuò)的脈寬調(diào)制信號(hào)并且該交錯(cuò)的脈寬調(diào)制信號(hào)利用具有低通特性的濾波器來(lái)濾波，其中，在至少數(shù)字信號(hào)的部分值處，該交錯(cuò)的脈寬調(diào)制信號(hào)在模式再現(xiàn)時(shí)間內(nèi)包含至少兩個(gè)具有一定邏輯狀態(tài)的時(shí)間子塊和至少兩個(gè)其它的具有其它一定邏輯狀態(tài)的時(shí)間子塊并且該時(shí)間子塊的脈寬的總和描述該數(shù)字值；以及另一方面針對(duì)具有一個(gè)設(shè)備和一個(gè)低通濾波器的相應(yīng)安排的電路，該設(shè)備用于從數(shù)字信號(hào)中產(chǎn)生交錯(cuò)的脈寬調(diào)制信號(hào)而該低通濾波器用于濾波交錯(cuò)的脈寬調(diào)制信號(hào)，該設(shè)備針對(duì)根據(jù)本發(fā)明的方法來(lái)設(shè)計(jì)。
優(yōu)選的改進(jìn)方案在從屬權(quán)利要求中給出。
在以下說(shuō)明中，不再明確區(qū)分本發(fā)明的方法特征和裝置特征，以致鑒于這兩種類別應(yīng)理解包括實(shí)施例在內(nèi)的公開(kāi)。
因此，本發(fā)明涉及一種通過(guò)此處稱為交錯(cuò)的脈寬調(diào)制信號(hào)的信號(hào)的低通濾波來(lái)進(jìn)行數(shù)模變換。因此應(yīng)表明，不同于傳統(tǒng)的脈寬調(diào)制信號(hào)，該信號(hào)在模式再現(xiàn)時(shí)間內(nèi)包含具有各自的邏輯狀態(tài)的多于一個(gè)的時(shí)間子塊。更確切地說(shuō)，根據(jù)本發(fā)明的交錯(cuò)的脈寬調(diào)制信號(hào)應(yīng)在模式再現(xiàn)時(shí)間內(nèi)通過(guò)多個(gè)時(shí)間子塊來(lái)交錯(cuò)。在此，從待變換的數(shù)字信號(hào)的始終不變的、但是為任意的值出發(fā)，模式再現(xiàn)時(shí)間被理解為最小時(shí)間，隨著該時(shí)間該交錯(cuò)的脈寬調(diào)制信號(hào)的信號(hào)模式再現(xiàn)。在此應(yīng)注意，模式再現(xiàn)時(shí)間不涉及針對(duì)數(shù)字信號(hào)的完全確定的(并且不是針對(duì)任意的)值在交錯(cuò)內(nèi)出現(xiàn)的小時(shí)間單元，利用該小時(shí)間單元對(duì)稱條件下的模式再現(xiàn)。這種對(duì)稱可以與值相關(guān)地出現(xiàn)。該模式再現(xiàn)時(shí)間更確切地說(shuō)是實(shí)際復(fù)制數(shù)字值的時(shí)間、也即這樣的時(shí)間，利用該時(shí)間即使在非對(duì)稱交錯(cuò)模式的情況下也再現(xiàn)該信號(hào)。
因此在根據(jù)本發(fā)明的交錯(cuò)的脈寬調(diào)制信號(hào)處出現(xiàn)具有一定邏輯狀態(tài)的多個(gè)時(shí)間子塊，以致與傳統(tǒng)的脈寬調(diào)制信號(hào)相反得到相應(yīng)增加信號(hào)狀態(tài)交替的次數(shù)。
為了進(jìn)一步說(shuō)明，本發(fā)明根據(jù)優(yōu)選的實(shí)施例來(lái)解釋，其中傳統(tǒng)的脈寬調(diào)制信號(hào)被變換為根據(jù)本發(fā)明的交錯(cuò)的脈寬調(diào)制信號(hào)。盡管這是特殊情況，但是因?yàn)檫@兩個(gè)信號(hào)的比較，針對(duì)交錯(cuò)的脈寬調(diào)制信號(hào)的理解本身也是解釋性的。
因此本發(fā)明的基本觀點(diǎn)此處在于，如此變換該脈寬調(diào)制信號(hào)，以致通過(guò)時(shí)間上的劃分得到時(shí)間子塊，該時(shí)間子塊以相對(duì)最初劃分偏離的順序被布置。在此，在具有固定頻率例如一個(gè)周期的信號(hào)的情況下，觀察脈寬調(diào)制信號(hào)的模式再現(xiàn)時(shí)間。該模式再現(xiàn)時(shí)間必須包含至少一個(gè)具有邏輯正狀態(tài)的時(shí)間塊和具有邏輯負(fù)狀態(tài)的交界的時(shí)間塊，可是也可以包含其他的時(shí)間塊。在此，時(shí)間上的劃分應(yīng)該得到時(shí)間子塊，該時(shí)間子塊分別具有明顯的邏輯狀態(tài)、也即一個(gè)正狀態(tài)或一個(gè)負(fù)狀態(tài)。因此特別是在模式再現(xiàn)時(shí)間中邏輯正時(shí)間塊和邏輯負(fù)時(shí)間塊之間的界限應(yīng)也在劃分之后再次對(duì)應(yīng)時(shí)間子塊之間的界限。
該重新安排應(yīng)以這種方式實(shí)現(xiàn)，即邏輯狀態(tài)交替的次數(shù)在模式再現(xiàn)時(shí)間內(nèi)被增加。因此如果例如從具有正好為邏輯正的時(shí)間塊和正好為邏輯負(fù)的時(shí)間塊的模式再現(xiàn)時(shí)間出發(fā)，則兩個(gè)邏輯狀態(tài)交替分?jǐn)偟阶畛醯臓顟B(tài)中的這些模式再現(xiàn)時(shí)間?？墒侨绻摃r(shí)間子塊被重新分布，則在很多情況下多于兩個(gè)的邏輯狀態(tài)交替在模式再現(xiàn)時(shí)間內(nèi)出現(xiàn)。在根據(jù)本發(fā)明的優(yōu)選的情況下，邏輯狀態(tài)交替的次數(shù)在預(yù)先給定的時(shí)間子塊中的劃分處被最大化。一種更細(xì)致的劃分當(dāng)然允許最大化到甚至更多次數(shù)的狀態(tài)交替。
該單純的時(shí)間子塊的重新安排在各自的子塊的邏輯值始終不變的情況下不改變通過(guò)低通濾波作為模擬值獲得的信號(hào)的平均值?？墒峭ㄟ^(guò)該重新安排，較高頻率的頻率分量的更強(qiáng)的強(qiáng)調(diào)被實(shí)現(xiàn)而且因此通過(guò)低通濾波器實(shí)現(xiàn)更好的信號(hào)的濾波能力。如果為了說(shuō)明而介紹通常的RC元件形式的低通濾波器，則緊跟著根據(jù)本發(fā)明的時(shí)間子塊的重新安排狀態(tài)交替之間的時(shí)間間隔更短，以致在濾波器電容中出現(xiàn)具有較小電壓幅值的再充電過(guò)程。因此，所濾波的信號(hào)有具有較小幅值的粗糙度(“紋波(ripple)”)并因此被更好地濾波。換言之，可以應(yīng)用更簡(jiǎn)單的濾波器、例如這種具有較小電容的簡(jiǎn)單濾波器。另一種可能性是較小的輸出阻抗及因此波動(dòng)的輸出電流引起的較小偏移，該另一種可能性此處按首要需求在電路布線中非常重要或者同時(shí)也是相關(guān)的。
因此，本發(fā)明也涉及，通過(guò)劃分為傳統(tǒng)的脈寬調(diào)制信號(hào)或者另外產(chǎn)生的根據(jù)本發(fā)明的信號(hào)來(lái)定義的時(shí)間子塊在模式再現(xiàn)時(shí)間上如此分布，以致?tīng)顟B(tài)交替之間的較小時(shí)間間距顯現(xiàn)。該結(jié)論當(dāng)然取決于所描述的值而適用。特別是，完全在可描述的值域邊緣上的值中可以得到，具有邏輯正狀態(tài)或邏輯負(fù)狀態(tài)的時(shí)間塊僅僅還符合單個(gè)時(shí)間子塊并因此針對(duì)一個(gè)或針對(duì)兩個(gè)可描述的值域的最外面的值通過(guò)重新安排可以實(shí)現(xiàn)非正交狀態(tài)交替的次數(shù)。原理上，可能出現(xiàn)與其它值的重新安排方案也相關(guān)的類似的例外?？墒侵匾氖?，幾乎關(guān)于所有出現(xiàn)的值的裝置總共被實(shí)現(xiàn)狀態(tài)交替次數(shù)的提高并且因此也實(shí)現(xiàn)時(shí)間上的間距的減小。
優(yōu)選地甚至應(yīng)力求具有一定邏輯狀態(tài)的時(shí)間子塊的某一均勻分布，也即邏輯負(fù)內(nèi)有邏輯正或者反之亦然。但是鑒于濾波能力，在模式再現(xiàn)時(shí)間內(nèi)的真正的均勻分布雖然可能是有利的，可是可能關(guān)于必要的再分布過(guò)程比其他方案更復(fù)雜，該其他方案僅僅實(shí)現(xiàn)均勻分布上的近似。因此，本發(fā)明已經(jīng)把這樣的再分布看作特別有利的，其中至少在約一半模式再現(xiàn)時(shí)間中實(shí)現(xiàn)時(shí)間子塊的均勻分布。(為了預(yù)防誤解不論是邏輯負(fù)的時(shí)間子塊還是邏輯正的時(shí)間子塊的意義上的均勻分布應(yīng)沒(méi)有被實(shí)現(xiàn)，而是在剩余的模式再現(xiàn)時(shí)間內(nèi)具有極少的邏輯值的時(shí)間子塊的均勻分布。)上面已經(jīng)詳述，傳統(tǒng)的脈寬調(diào)制信號(hào)的轉(zhuǎn)換僅僅描述用于實(shí)施根據(jù)本發(fā)明方法的一種可能性。也可能在另一個(gè)數(shù)字信號(hào)的基礎(chǔ)上產(chǎn)生根據(jù)本發(fā)明的交錯(cuò)的脈寬調(diào)制信號(hào)。在此，一個(gè)優(yōu)選的行為方式以此出發(fā)，即待變換的數(shù)字信號(hào)的信號(hào)值與一個(gè)信號(hào)比較，該信號(hào)通過(guò)一個(gè)計(jì)數(shù)器信號(hào)的位交換來(lái)獲得。傳統(tǒng)的脈寬調(diào)制信號(hào)也就是可由此產(chǎn)生，即相應(yīng)的數(shù)字值與單調(diào)上升的或單調(diào)下降的階躍信號(hào)、也即計(jì)數(shù)器信號(hào)比較。根據(jù)數(shù)字值有多高，在模式再現(xiàn)時(shí)間內(nèi)更早或更晚實(shí)現(xiàn)狀態(tài)交替。如果現(xiàn)在計(jì)數(shù)器信號(hào)在比較之前通過(guò)位交換改變并且此后不再單調(diào)下降或上升，則根據(jù)本發(fā)明的交錯(cuò)的脈寬調(diào)制信號(hào)可以這種方式被產(chǎn)生。該比較結(jié)果僅僅通過(guò)模式再現(xiàn)時(shí)間內(nèi)的重新安排而區(qū)別于傳統(tǒng)的脈寬調(diào)制信號(hào)處的比較結(jié)果。通過(guò)以下的低通濾波的平均值構(gòu)成與此無(wú)關(guān)。
特別優(yōu)選的是計(jì)數(shù)器信號(hào)的位交換，其中(至少)最低有效位(LSB)被設(shè)置在最高有效位(MSB)的位置上。一個(gè)優(yōu)選的特殊情況規(guī)定，位的順序完全被反轉(zhuǎn)，因此該最有效的位被設(shè)置在最低有效位的位置上，第二最有效的位設(shè)置在第二最低有效位的位置上等等。這樣以技術(shù)簡(jiǎn)單的方式高度適量地形成交錯(cuò)的脈寬調(diào)制信號(hào)，而不用再分布一個(gè)真正的傳統(tǒng)的脈寬調(diào)制信號(hào)。在本實(shí)施方案中，更確切地說(shuō)該再分布已經(jīng)在比較前在計(jì)數(shù)器信號(hào)中進(jìn)行。
一個(gè)其他的優(yōu)選的改進(jìn)方案規(guī)定，針對(duì)位轉(zhuǎn)換、或許也針對(duì)位反向根據(jù)上述的解釋應(yīng)用一個(gè)所謂查詢表、也即一個(gè)存取器，其中通過(guò)存儲(chǔ)器登記項(xiàng)在各自的地址上實(shí)現(xiàn)位交換。當(dāng)一次確定查詢表的結(jié)構(gòu)時(shí)，以這種方式也可實(shí)現(xiàn)更復(fù)雜的交換模式。特別是在模式再現(xiàn)時(shí)間內(nèi)也可這樣實(shí)現(xiàn)時(shí)間子塊的完全均勻分布。
此外，本發(fā)明涉及一種用于執(zhí)行所描述的方法的電路，該電路相應(yīng)地具有一個(gè)用于從數(shù)字信號(hào)中產(chǎn)生交錯(cuò)的脈寬調(diào)制信號(hào)的設(shè)備和一個(gè)低通濾波器。此外在各種優(yōu)選的改進(jìn)方案中，該電路針對(duì)所描述的方法步驟具有相應(yīng)的設(shè)備。在此，該方法的上述說(shuō)明被理解為裝置特征的功能確定、也即該電路的相應(yīng)的設(shè)備的功能確定。
該低通濾波器可以有不同的形式。在本發(fā)明的范圍內(nèi)，RC-濾波器、特別是二階RC濾波器是優(yōu)選的。
本發(fā)明優(yōu)選地針對(duì)使用這樣的電路的發(fā)射光的裝置、特別是一個(gè)燈或一個(gè)LED的電子鎮(zhèn)流器。雖然用于數(shù)模變換的該方法和裝置也可應(yīng)用于許多其他的技術(shù)領(lǐng)域中，但是這樣的電子鎮(zhèn)流器描述一個(gè)優(yōu)選的應(yīng)用情況。
在電子鎮(zhèn)流器中，微控制器-控制也可被采用。在此，微控制器-控制的數(shù)字信號(hào)可以被連接在用于產(chǎn)生交錯(cuò)的脈寬調(diào)制信號(hào)的可能集成的設(shè)備上，以最終以這種方式通過(guò)低通濾波產(chǎn)生模擬信號(hào)。在此，特別是以簡(jiǎn)單和有效的方式將模擬信號(hào)作為(間接的)微控制器-控制的輸出信號(hào)被產(chǎn)生，其中通過(guò)本發(fā)明關(guān)于信號(hào)的濾波性能和對(duì)該濾波器的要求實(shí)現(xiàn)已經(jīng)描述的優(yōu)點(diǎn)。
該燈優(yōu)選地涉及一個(gè)放電燈而在本發(fā)明的范圍中特別優(yōu)選地方式涉及一個(gè)放電燈，該放電燈針對(duì)所謂的節(jié)點(diǎn)阻礙放電(dielektrischbehinderte Entladungen)被設(shè)計(jì)。這樣的放電燈必需特別的鎮(zhèn)流器，該鎮(zhèn)流器在放電燈中產(chǎn)生一個(gè)脈沖的功率耦合輸入。


以下，本發(fā)明根據(jù)兩個(gè)實(shí)施例來(lái)解釋。在此公開(kāi)的特征也可在其它組合中是具有本發(fā)明實(shí)質(zhì)的并且既涉及本發(fā)明的方法特征也涉及本發(fā)明的裝置特征。
在各幅圖中圖1示出本發(fā)明的第一實(shí)施側(cè)的示意圖；圖2示出根據(jù)本發(fā)明的電子鎮(zhèn)流器的示意圖，其中來(lái)自圖1的實(shí)施例被采用；圖3按照時(shí)間流程圖示出根據(jù)現(xiàn)有技術(shù)的脈寬調(diào)制信號(hào)的產(chǎn)生；圖4與圖3類似地示出類似來(lái)自圖1的實(shí)施例的交錯(cuò)的脈寬調(diào)制信號(hào)的產(chǎn)生；圖5示出具有來(lái)自圖1的低通濾波信號(hào)A的交替分量的絕對(duì)高度關(guān)于字節(jié)值的圖；圖6示出圖5的細(xì)節(jié)；圖7示出第二實(shí)施例的示意圖。
具體實(shí)施例方式
在圖1中，按照方框圖在第一個(gè)實(shí)施例中描述本發(fā)明的原理。該以下按照獨(dú)立的組合部件解釋的方法步驟在該具有濾波器的特殊情況的實(shí)施例中實(shí)際上在一個(gè)圖2中示出的微控制器中實(shí)現(xiàn)。
一個(gè)存儲(chǔ)器包含數(shù)字值C作為數(shù)字信號(hào)，該數(shù)字值被輸入到一個(gè)比較器中。在那，該數(shù)字值與一個(gè)信號(hào)比較，該信號(hào)通過(guò)位交換從計(jì)數(shù)器的信號(hào)Z中產(chǎn)生。此外，參閱圖3和圖4的說(shuō)明。該比較器通過(guò)數(shù)字信號(hào)C和來(lái)自位交換器的交錯(cuò)的計(jì)數(shù)器信號(hào)VZ之間的比較產(chǎn)生一個(gè)交錯(cuò)的脈寬調(diào)制信號(hào)VPWM，該交錯(cuò)的脈寬調(diào)制信號(hào)VPWM在一個(gè)濾波器、此處是一個(gè)二階RC元件中被給出并在那被濾波為模擬信號(hào)A。
圖2同樣按照方框圖示出一個(gè)實(shí)施例，其中一個(gè)在圖中利用μC表示的微控制器給出來(lái)自圖1的交錯(cuò)的脈寬調(diào)制信號(hào)VPWM。該微控制器包含來(lái)自圖1的存儲(chǔ)器和計(jì)數(shù)器。該位交換以查詢表的形式、也即同樣作為存儲(chǔ)器來(lái)實(shí)現(xiàn)。該比較器在軟件技術(shù)上可被實(shí)現(xiàn)。
該比較器本身同樣可以查詢表的形式、也即在存儲(chǔ)器中被實(shí)現(xiàn)。同時(shí)可以充分利用，在很多應(yīng)用中、如在本實(shí)施例中電流斷路值的情況下C的值極少、總計(jì)很小并且同時(shí)緩慢變化。因此，不僅存放位交換的計(jì)數(shù)器信號(hào)VZ而且在查詢表中已經(jīng)存放比較器輸出信號(hào)VPWM，更確切地說(shuō)在針對(duì)C的一定值的前提下。按照可支配的存儲(chǔ)器位置一些相鄰的C值同樣在該查詢表中考慮。因?yàn)镃值在該情況下僅僅緩慢變化，所以在運(yùn)行的程序的背景下在需要情況下查詢表可以被重新說(shuō)明，以考慮新的C值。因此總共可避免，工作時(shí)通過(guò)一直再次出現(xiàn)的比較過(guò)程阻塞計(jì)算功率。
該交錯(cuò)的脈寬調(diào)制信號(hào)VPWM穿過(guò)來(lái)自圖1的濾波器，該濾波器的模擬輸出信號(hào)A被施加在所謂E類轉(zhuǎn)換器上以控制節(jié)點(diǎn)阻礙放電燈。此處具體涉及一種E類轉(zhuǎn)換器中的反用換流器的電流斷路值，該電流斷路值以數(shù)字信號(hào)C的形式被存放在微控制器的存儲(chǔ)器中并必須作為模擬信號(hào)A輸送給E類轉(zhuǎn)換器。因此，本發(fā)明從E類轉(zhuǎn)換器的微控制器-控制的數(shù)字存儲(chǔ)器值中產(chǎn)生用于控制的模擬信號(hào)并因此代替微控制器μC的模擬輸出。
圖3用于說(shuō)明圖1和圖4，可是圖3示出現(xiàn)有技術(shù)。圖3在上面的區(qū)域中示出相對(duì)時(shí)間過(guò)程t的來(lái)自圖1的計(jì)數(shù)器信號(hào)Z，也即一個(gè)單調(diào)逐步上升的信號(hào)。水平線表示數(shù)字值C的兩個(gè)示例性的值、更確切地說(shuō)在C為5和C為3處的值。為了簡(jiǎn)化，此處假設(shè)具有值0到7的3位系統(tǒng)。認(rèn)識(shí)到，信號(hào)在一定時(shí)間后上升超過(guò)C的值、更確切地說(shuō)直至在利用T表示的模式再現(xiàn)時(shí)間的終端上。因此，通過(guò)一個(gè)比較器得到在圖3的下面的區(qū)域中示出的傳統(tǒng)的脈寬調(diào)制信號(hào)PWM的時(shí)間過(guò)程，信號(hào)Z在圖1中采用的位交換的信號(hào)VZ的位置上被直接輸送給該比較器。在模式再現(xiàn)時(shí)間T的時(shí)間分量?jī)?nèi)，在該模式再現(xiàn)時(shí)間T中值C大于或者等于計(jì)數(shù)器信號(hào)Z，該傳統(tǒng)的脈寬調(diào)制信號(hào)有邏輯正的高電平狀態(tài)并且此后為低電平狀態(tài)。該模式隨著模式再現(xiàn)時(shí)間T再現(xiàn)并針對(duì)C的值的兩個(gè)實(shí)例值5和3被描述。認(rèn)識(shí)到，傳統(tǒng)的脈寬調(diào)制信號(hào)PW在模式再現(xiàn)時(shí)間內(nèi)通常具有兩個(gè)狀態(tài)交替，其中在邊緣值C＝0或C＝7(在3位變型中)處可存在例外。
因此在圖4中可以更好地理解該圖，其中根據(jù)本發(fā)明的原理同樣針對(duì)簡(jiǎn)化的3位情況被描述。此處上面的區(qū)域示出位交換的計(jì)數(shù)器信號(hào)VZ，其中基本的位序列完全被反向，也即在該例子中第一位在第三位的位置上而在8位系統(tǒng)中第一位在第八位的位置上、第二位在第七位的位置上、第三位在第六位的位置上并且反之亦然。因此得出所描述的位交換的計(jì)數(shù)器信號(hào)VZ的非單調(diào)變化。此外認(rèn)識(shí)到，與圖3中的模式再現(xiàn)時(shí)間一樣長(zhǎng)的模式再現(xiàn)時(shí)間T再次被確定。相應(yīng)的比較器-輸出信號(hào)VPWM現(xiàn)在取決于數(shù)字值C示出在模式再現(xiàn)時(shí)間T內(nèi)的多次狀態(tài)交替，更確切地所是例如在C＝5時(shí)的四個(gè)狀態(tài)交替以及在C＝3時(shí)的八個(gè)狀態(tài)交替。該狀態(tài)交替至少在一半模式再現(xiàn)時(shí)間中均勻分布。指出，也存在針對(duì)C的值(更確切地說(shuō)是在C的值域的邊緣上)，其中不增加狀態(tài)交替的次數(shù)?？墒且呀?jīng)可說(shuō)明，交錯(cuò)的脈寬調(diào)制信號(hào)VPW通常具有一個(gè)相對(duì)傳統(tǒng)的脈寬調(diào)制信號(hào)PWM提高的高頻組件的分量或狀態(tài)交替之間的平均時(shí)間間隔以及因此例如在RC濾波器的電容中的再充電時(shí)間更短。
按照?qǐng)D5和圖6說(shuō)明其它的優(yōu)點(diǎn)，可是該優(yōu)點(diǎn)涉及真實(shí)的8位例子。
在圖5中示出該交替分量的絕對(duì)高度、也就是說(shuō)根據(jù)圖1的低通濾波之后的輸出電壓的峰到峰值(單位為mV)，更確切地說(shuō)是一方面在按照?qǐng)D1的根據(jù)本發(fā)明的利用VPWM表示的行為方式的前提下，而另一方面在根據(jù)圖3的傳統(tǒng)的行為方式的前提下，因此其中在圖1中省略位交換器并且計(jì)數(shù)器信號(hào)Z直接施加在該比較器上。該傳統(tǒng)情況用PWM來(lái)表示。按照?qǐng)D3可以說(shuō)明，在小的C值處在脈寬調(diào)制信號(hào)中首先出現(xiàn)時(shí)間上短暫的高電平分量和時(shí)間上長(zhǎng)的低電平分量，并且因此僅僅可實(shí)現(xiàn)小的電容性充電。針對(duì)高的C值適用相反的情況。在圖5中描述的在濾波之后的峰-峰電壓值因此在字節(jié)值域的邊緣附近是小的，該字節(jié)值域在前述的8位情況下達(dá)到0-255?？墒?，該峰到峰電壓值從兩側(cè)對(duì)稱上升直至在C＝127處的字節(jié)值域的中間，在那在該情況下產(chǎn)生大約620mV的“紋波”。
在圖5中幾乎不識(shí)別的和在水平軸附近畫出根據(jù)本發(fā)明情況的“紋波”值并利用VPWM表示。圖6示出針對(duì)第一個(gè)30字節(jié)值的詳圖。認(rèn)識(shí)到，僅僅針對(duì)第一個(gè)邊界字節(jié)值示出傳統(tǒng)情況和根據(jù)本發(fā)明的情況之間的對(duì)應(yīng)關(guān)系。在該范圍內(nèi)，可是在傳統(tǒng)情況下不存在大的“紋波”值。緊跟著在圖4中說(shuō)明的根據(jù)本發(fā)明的脈寬調(diào)制信號(hào)的交錯(cuò)，可是在增加的字節(jié)值處不形成較長(zhǎng)的電容性充電階段，因?yàn)檫@通過(guò)交錯(cuò)一直被重新劃分和分布。因此，針對(duì)總共的字節(jié)值域的“紋波”值保持在大約12mV下的范圍內(nèi)，這相對(duì)于傳統(tǒng)情況對(duì)應(yīng)直至34dB的改進(jìn)。在這種情況下，在兩種情況下以相同的低通濾波器為前提，該低通濾波器此處利用標(biāo)準(zhǔn)SMD元件實(shí)現(xiàn)。緊接著明顯提高的模擬信號(hào)質(zhì)量可是也可對(duì)該濾波器提出較小的要求，如前面已經(jīng)說(shuō)明的那樣。
圖7示出本發(fā)明的第二實(shí)施例。在那畫出一個(gè)所謂的雙端口存儲(chǔ)器。這樣的雙端口存儲(chǔ)器具有相互獨(dú)立工作的地址總線系統(tǒng)和數(shù)據(jù)總線系統(tǒng)。該雙端口存儲(chǔ)器具有數(shù)據(jù)端D0和下列端，該端僅畫出D0并且針對(duì)該實(shí)施例必需。利用其它的數(shù)據(jù)輸入端，其它信號(hào)可以轉(zhuǎn)換成下面說(shuō)明的方式。
圖7示出，一個(gè)利用PWM表示的脈寬調(diào)制信號(hào)被施加在D0上并且在右側(cè)在其它D0端上接收一個(gè)以根據(jù)本發(fā)明的方式交錯(cuò)的脈寬調(diào)制信號(hào)VPWM。為此，一個(gè)其下利用R/W表示的端左邊置為低電平(L0)而右邊置為高電平(HI)，對(duì)此在寫(左邊)和該(右邊)之間被區(qū)分。
該信號(hào)PWM在時(shí)間上順序?qū)懭氪鎯?chǔ)器的位置中，該存儲(chǔ)器位置具有帶有位置A0至A4的5位地址。為了寫入，該地址在左側(cè)被輸入。為了該出，該地址在右側(cè)被輸入。這通過(guò)一個(gè)在下面畫出的具有輸出端Z0至Z4的二進(jìn)制計(jì)數(shù)器來(lái)實(shí)現(xiàn)。利用第一個(gè)上升沿，該二進(jìn)制數(shù)被復(fù)位(Reset)，接著通過(guò)輸出端Z0至Z4將存儲(chǔ)器位置的地址加起來(lái)。相應(yīng)地，PWM信號(hào)在時(shí)間上被順序?qū)懭搿?br> 圖7示出，二進(jìn)制計(jì)數(shù)器的輸出端Z0至Z4以位交換的方式被連接到右側(cè)的地址位端A0至A4。從存儲(chǔ)器位置中該出信號(hào)值因此通過(guò)位交換在時(shí)間上交錯(cuò)實(shí)現(xiàn)，以致得到已經(jīng)解釋的交錯(cuò)的信號(hào)VPWM。在此，二進(jìn)制計(jì)數(shù)器的功能利用如雙端口存儲(chǔ)器的(未示出的)節(jié)拍一樣的節(jié)拍來(lái)控制。該節(jié)拍有比脈寬調(diào)制信號(hào)PWM的頻率高出很多的頻率f(f＞＞f(PWM))，更確切地說(shuō)在該例子中準(zhǔn)確的是25倍。在此，具有5位地址的存儲(chǔ)器位置的數(shù)量與該節(jié)拍一起如此被調(diào)準(zhǔn)，以致信號(hào)PW的周期占有整個(gè)存儲(chǔ)器地址，在這種情況下與25相似。
因此，該實(shí)施例示出在單個(gè)存儲(chǔ)器位置中根據(jù)時(shí)間子塊劃分信號(hào)PWM，以及通過(guò)存儲(chǔ)器地址的位交換在時(shí)間上的時(shí)間子塊的重新安排。與前述實(shí)施例相反，因此此處首先存在一個(gè)傳統(tǒng)的PWM信號(hào)。
權(quán)利要求
1.用于數(shù)模變換的方法，其中從一個(gè)數(shù)字信號(hào)(C)中產(chǎn)生一個(gè)交錯(cuò)的脈寬調(diào)制信號(hào)(VPWM)并且該交錯(cuò)的脈寬調(diào)制信號(hào)(VPWM)利用一個(gè)具有低通特征的濾波器來(lái)濾波，其中該交錯(cuò)的脈寬調(diào)制信號(hào)(VPWM)在模式再現(xiàn)時(shí)間(T)內(nèi)在至少數(shù)字信號(hào)(C)的部分值處包含具有一定邏輯狀態(tài)的至少兩個(gè)時(shí)間子塊和具有另一個(gè)一定邏輯狀態(tài)的至少兩個(gè)其它的時(shí)間子塊，并且該時(shí)間子塊的脈寬的總和描述數(shù)字值(C)。
2.根據(jù)權(quán)利要求1所述的方法，其中該數(shù)字信號(hào)是一個(gè)脈寬調(diào)制信號(hào)，以及所述交錯(cuò)的脈寬調(diào)制信號(hào)以這種方法從所述脈寬調(diào)制信號(hào)中產(chǎn)生，即在脈寬調(diào)制信號(hào)的模式再現(xiàn)時(shí)間內(nèi)將一個(gè)具有一定邏輯狀態(tài)的時(shí)間塊在時(shí)間上劃分為多個(gè)時(shí)間子塊，以及該時(shí)間子塊以這種方式被重新安排，即在模式再現(xiàn)時(shí)間內(nèi)邏輯狀態(tài)交替的次數(shù)被增加。
3.根據(jù)權(quán)利要求2所述的方法，其中所述邏輯狀態(tài)交替的次數(shù)在模式再現(xiàn)時(shí)間(T)內(nèi)被最大化。
4.根據(jù)權(quán)利要求2或3所述的方法，其中至少在一半模式再現(xiàn)時(shí)間(T)中實(shí)現(xiàn)具有一定邏輯狀態(tài)的時(shí)間子塊的各自的均勻分布。
5.根據(jù)權(quán)利要求1所述的方法，其中所述交錯(cuò)的脈寬調(diào)制信號(hào)(VPWM)通過(guò)數(shù)字信號(hào)(C)的各自的信號(hào)值(C)與一個(gè)信號(hào)(VZ)的比較而被產(chǎn)生，該信號(hào)(VZ)通過(guò)位交換從數(shù)字計(jì)數(shù)器信號(hào)(Z)中被產(chǎn)生。
6.根據(jù)權(quán)利要求5所述的方法，其中該數(shù)字計(jì)數(shù)器信號(hào)(Z)如此被位交換，以致該最低有效位被設(shè)置在最高有效位的位置上。
7.根據(jù)權(quán)利要求6所述的方法，其中所述位順序被反轉(zhuǎn)。
8.根據(jù)權(quán)利要求5、6或者7所述的方法，其中查詢表被用于位交換。
9.用于執(zhí)行根據(jù)前述權(quán)利要求之一所述的方法的電路，其具有一個(gè)用于從所述數(shù)字信號(hào)(C)中產(chǎn)生所述交錯(cuò)的脈寬調(diào)制信號(hào)(VPWM)的設(shè)備(μC)，和一個(gè)用于濾波所述交錯(cuò)的脈寬調(diào)制信號(hào)(VPWM)的低通濾波器。
10.根據(jù)權(quán)利要求9所述的電路，其中所述低通濾波利用二階RC濾波器來(lái)實(shí)現(xiàn)。
11.根據(jù)權(quán)利要求9或者10所述的電路，該電路為此被設(shè)計(jì)，即執(zhí)行根據(jù)權(quán)利要求2至8之一所述的方法。
12.針對(duì)具有根據(jù)權(quán)利要求9、10或11所述的電路的發(fā)射光的裝置、特別是燈或LED的電子鎮(zhèn)流器。
13.根據(jù)權(quán)利要求12所述的電子鎮(zhèn)流器，其具有微控制器-控制(μC)，其中該微控制器-控制(μC)的一個(gè)數(shù)字信號(hào)(C)被連接在用于產(chǎn)生所述交錯(cuò)的脈寬調(diào)制信號(hào)的設(shè)備上。
全文摘要
本發(fā)明涉及一種用于數(shù)模變換的方法和電路，其中一個(gè)交錯(cuò)的脈寬調(diào)制信號(hào)(VPWM)被低通濾波。
文檔編號(hào)H03K7/08GK1667959SQ20051005271
公開(kāi)日2005年9月14日 申請(qǐng)日期2005年3月10日 優(yōu)先權(quán)日2004年3月10日
發(fā)明者O·沙爾莫澤 申請(qǐng)人:電燈專利信托有限公司