具有混合信號(hào)反饋控制的d類放大器的制造方法
【技術(shù)領(lǐng)域】
[0001] 本發(fā)明總體涉及放大器，更具體地，涉及D類放大器。
【背景技術(shù)】
[0002] 放大器的分類是基于某些操作特性。與A類、B類、或AB類放大器相比，D類放大 器使用晶體管的開關(guān)模式調(diào)節(jié)功率輸出。對(duì)于多種應(yīng)用而言，優(yōu)選D類放大器，這是因?yàn)檫x 通信號(hào)的完全"打開"或完全"關(guān)閉"特性保證了電路的驅(qū)動(dòng)器部分非常省電。由于高效和 低散熱特性，D類放大器經(jīng)常被用作低頻放大器。示例低頻放大器的應(yīng)用是音頻放大器。
[0003] 在一些應(yīng)用中，使用模擬輸入D類放大器；然而，他們需要高精度模擬部件，并且 通常需要復(fù)雜的模擬控制。然而，以目前一些半導(dǎo)體制造工藝，難以可靠地制造具有足夠精 度的在一些模擬輸入D類放大器應(yīng)用中所需的模擬部件，諸如，其中的模擬積分器和斜坡 發(fā)生器。

【發(fā)明內(nèi)容】

[0004] 根據(jù)本發(fā)明的一個(gè)方面，提供了一種D類放大器，包括：模擬-數(shù)字轉(zhuǎn)換器（ADC)， 具有第一輸入節(jié)點(diǎn)，該ADC被配置為：在ADC的第一輸入節(jié)點(diǎn)處接收第一模擬輸入信號(hào)和第 一反饋信號(hào)，和基于第一模擬輸入信號(hào)和第一反饋信號(hào)生成第一數(shù)字信號(hào)；數(shù)字濾波器，被 配置為基于第一數(shù)字信號(hào)生成第二數(shù)字信號(hào)；數(shù)字脈寬調(diào)制（PWM)單元，被配置為基于第 二數(shù)字信號(hào)生成第一PWM信號(hào)；第一預(yù)驅(qū)動(dòng)單元，被配置為基于第一PWM信號(hào)生成第一組控 制信號(hào)；第一輸出驅(qū)動(dòng)器，具有輸出節(jié)點(diǎn)，第一輸出驅(qū)動(dòng)器被配置為基于第一組控制信號(hào)在 第一輸出驅(qū)動(dòng)器的輸出節(jié)點(diǎn)處生成第一輸出信號(hào)；以及第一反饋單元，被配置為基于第一 輸出信號(hào)生成第一反饋信號(hào)，第一反饋通路被限定為從第一輸出驅(qū)動(dòng)器的輸出節(jié)點(diǎn)通過第 一反饋單元至ADC的第一輸入節(jié)點(diǎn)，并且第一反饋通路不包括截止頻率低于ADC的采樣頻 率的低通濾波器件。
[0005] 優(yōu)選地，ADC、數(shù)字濾波器、第一預(yù)驅(qū)動(dòng)單元和第一反饋單元以第一反饋通路用作 相對(duì)于第一模擬輸入信號(hào)的負(fù)反饋通路的方式配置。
[0006] 優(yōu)選地，第一反饋單元包括被配置為分壓器的電阻網(wǎng)絡(luò)。
[0007] 優(yōu)選地，ADC是連續(xù)時(shí)間ADC。
[0008] 優(yōu)選地，第一模擬輸入信號(hào)具有介于零頻率至預(yù)定頻率的范圍內(nèi)的信號(hào)帶寬；以 及ADC的采樣頻率不小于預(yù)定頻率的預(yù)定倍數(shù)，預(yù)定倍數(shù)至少為2。
[0009] 優(yōu)選地，預(yù)定倍數(shù)為64、128或256。
[0010] 優(yōu)選地，數(shù)字濾波器包括位于補(bǔ)償濾波器前面的環(huán)路濾波器。
[0011] 優(yōu)選地，ADC還包括第二輸入節(jié)點(diǎn)，并且ADC還被配置為：在ADC的第二輸入節(jié)點(diǎn) 處接收第二模擬輸入信號(hào)和第二反饋信號(hào)，和基于第一模擬輸入信號(hào)、第一反饋信號(hào)、第二 模擬輸入信號(hào)和第二反饋信號(hào)生成第一數(shù)字信號(hào)；數(shù)字PWM單元還被配置為基于第二數(shù)字 信號(hào)生成第二PWM信號(hào)；以及D類放大器還包括：第二預(yù)驅(qū)動(dòng)單元，被配置為基于第二PWM 信號(hào)生成第二組控制信號(hào)；第二輸出驅(qū)動(dòng)器，具有輸出節(jié)點(diǎn)，第二輸出驅(qū)動(dòng)器被配置為基于 第二組控制信號(hào)在第二輸出驅(qū)動(dòng)器的輸出節(jié)點(diǎn)處生成第二輸出信號(hào)；和第二反饋單元，被 配置為基于第二輸出信號(hào)生成第二反饋信號(hào)，第二反饋通路被限定為從第二輸出驅(qū)動(dòng)器的 輸出節(jié)點(diǎn)通過第二反饋單元至ADC的第二輸入節(jié)點(diǎn)，并且第二反饋通路不包括截止頻率低 于ADC的采樣頻率的低通濾波器件。
[0012] 優(yōu)選地，ADC、數(shù)字濾波器、第二預(yù)驅(qū)動(dòng)單元和第二反饋單元以第二反饋通路用作 相對(duì)于第二模擬輸入信號(hào)的負(fù)反饋通路的方式配置。
[0013] 優(yōu)選地，第二反饋單元包括被配置為分壓器的電阻網(wǎng)絡(luò)。
[0014] 優(yōu)選地，ADC是Σ-Δ連續(xù)時(shí)間ADC。
[0015] 優(yōu)選地，ADC包括：第一集成級(jí)，包括輸入節(jié)點(diǎn)和輸出節(jié)點(diǎn)，第一集成級(jí)的輸入節(jié) 點(diǎn)與ADC的第一輸入節(jié)點(diǎn)和第二輸入節(jié)點(diǎn)連接；第二集成級(jí)，包括輸入節(jié)點(diǎn)和輸出節(jié)點(diǎn)，第 二集成級(jí)的輸入節(jié)點(diǎn)與第一集成級(jí)的輸出節(jié)點(diǎn)連接；數(shù)字轉(zhuǎn)換器，包括輸入節(jié)點(diǎn)和一個(gè)或 多個(gè)輸出節(jié)點(diǎn)，數(shù)字轉(zhuǎn)換器的輸入節(jié)點(diǎn)與第二集成級(jí)的輸出節(jié)點(diǎn)連接，并且一個(gè)或多個(gè)輸 出節(jié)點(diǎn)被配置為承載第一數(shù)字信號(hào)；以及一個(gè)或多個(gè)數(shù)字-模擬轉(zhuǎn)換器（DAC)，被配置為基 于第一數(shù)字信號(hào)在第一集成級(jí)的輸入節(jié)點(diǎn)和第二集成級(jí)的輸入節(jié)點(diǎn)處生成反饋信號(hào)。
[0016] 優(yōu)選地，一個(gè)或多個(gè)DAC包括：電流驅(qū)動(dòng)型DAC，并且電流驅(qū)動(dòng)型DAC包括：第一輸 出節(jié)點(diǎn)；第二輸出節(jié)點(diǎn)；控制單元，被配置為基于第二數(shù)字信號(hào)生成第三組控制信號(hào)；以及 電流單元，包括：第一電流源，被配置為將第一電流注入電流驅(qū)動(dòng)型DAC的第一輸出節(jié)點(diǎn)或 電流驅(qū)動(dòng)型DAC的第二輸出節(jié)點(diǎn)；第二電流源，被配置為從電流驅(qū)動(dòng)型DAC的第一輸出節(jié)點(diǎn) 或電流驅(qū)動(dòng)型DAC的第二輸出節(jié)點(diǎn)提取第二電流；和一組開關(guān)，被配置為根據(jù)第三組控制 信號(hào)將第一電流源或第二電流源選擇性地與電流驅(qū)動(dòng)型DAC的第一輸出節(jié)點(diǎn)或電流驅(qū)動(dòng) 型DAC的第二輸出節(jié)點(diǎn)電連接。
[0017] 根據(jù)本發(fā)明的另一方面，提供了一種電路，包括：模擬-數(shù)字轉(zhuǎn)換器（ADC)，具有非 反相輸入節(jié)點(diǎn)、反相輸入節(jié)點(diǎn)和N位數(shù)字輸出端口，N是正整數(shù)；數(shù)字濾波器，具有輸入端口 和輸出端口，數(shù)字濾波器的輸入端口連接至ADC的輸出端口；數(shù)字脈寬調(diào)制（PWM)單元，具 有輸入端口、第一PWM輸出節(jié)點(diǎn)和第二PWM輸出節(jié)點(diǎn)，數(shù)字PWM單元的輸入端口連接至數(shù) 字濾波器的輸出端口；第一預(yù)驅(qū)動(dòng)單元，包括輸入節(jié)點(diǎn)、第一輸出節(jié)點(diǎn)和第二輸出節(jié)點(diǎn)，第 一預(yù)驅(qū)動(dòng)單元的輸入節(jié)點(diǎn)連接至第一PWM輸出節(jié)點(diǎn)；第一D類輸出驅(qū)動(dòng)器，具有第一輸入 節(jié)點(diǎn)、第二輸入節(jié)點(diǎn)和輸出節(jié)點(diǎn)，第一D類輸出驅(qū)動(dòng)器的第一輸入節(jié)點(diǎn)連接至第一預(yù)驅(qū)動(dòng) 單元的第一輸出節(jié)點(diǎn)，第一D類輸出驅(qū)動(dòng)器的第二輸入節(jié)點(diǎn)連接至第一預(yù)驅(qū)動(dòng)單元的第二 輸出節(jié)點(diǎn)；第一電阻網(wǎng)絡(luò)，具有第一節(jié)點(diǎn)和第二節(jié)點(diǎn)，第一電阻網(wǎng)絡(luò)的第一節(jié)點(diǎn)連接至第一 D類輸出驅(qū)動(dòng)器的輸出節(jié)點(diǎn)，而第一電阻網(wǎng)絡(luò)的第二節(jié)點(diǎn)連接至ADC的非反相輸入節(jié)點(diǎn)，第 一反饋通路被限定為從第一D類輸出驅(qū)動(dòng)器的輸出節(jié)點(diǎn)通過第一電阻網(wǎng)絡(luò)至ADC的非反相 輸入節(jié)點(diǎn)，并且第一反饋通路不包括截止頻率低于ADC的采樣頻率的低通濾波器件；第二 預(yù)驅(qū)動(dòng)單元，包括輸入節(jié)點(diǎn)、第一輸出節(jié)點(diǎn)和第二輸出節(jié)點(diǎn)，第二預(yù)驅(qū)動(dòng)單元的輸入節(jié)點(diǎn)連 接至第二PWM輸出節(jié)點(diǎn)；第二D類輸出驅(qū)動(dòng)器，具有第一輸入節(jié)點(diǎn)、第二個(gè)輸入節(jié)點(diǎn)和輸出 節(jié)點(diǎn)，第二D類輸出驅(qū)動(dòng)器的第一輸入節(jié)點(diǎn)連接至第二預(yù)驅(qū)動(dòng)單元的第一輸出節(jié)點(diǎn)，第二 D類輸出驅(qū)動(dòng)器的第二輸入節(jié)點(diǎn)連接至第二預(yù)驅(qū)動(dòng)單元的第二輸出節(jié)點(diǎn)；以及第二電阻網(wǎng) 絡(luò)，具有第一節(jié)點(diǎn)和第二節(jié)點(diǎn)，第二電阻網(wǎng)絡(luò)的第一節(jié)點(diǎn)連接至第二D類輸出驅(qū)動(dòng)器的輸 出節(jié)點(diǎn)，而第二電阻網(wǎng)絡(luò)的第二節(jié)點(diǎn)連接至ADC的反相輸入節(jié)點(diǎn)，第二反饋通路被限定為 從第二D類輸出驅(qū)動(dòng)器的輸出節(jié)點(diǎn)通過第二電阻網(wǎng)絡(luò)至ADC的反相輸入節(jié)點(diǎn)，并且第二反 饋通路不包括截止頻率低于ADC的采樣頻率的低通濾波器件。
[0018] 優(yōu)選地，ADC是Σ-Δ連續(xù)時(shí)間ADC。
[0019] 優(yōu)選地，該電路還包括：第一電源節(jié)點(diǎn)，具有第一電源電壓電平；第一參考節(jié)點(diǎn)， 具有第一參考接地電平；第二電源節(jié)點(diǎn)，具有第二電源電壓電平，第二電源電壓電平大于第 一電源電壓電平；以及第二參考節(jié)點(diǎn)，具有第二參考接地電平，第二參考接地電平與第一參 考接地電平基本相同，其中，數(shù)字濾波器和數(shù)字PWM單元電連接在第一電源節(jié)點(diǎn)和第一參 考節(jié)點(diǎn)之間；和第一D類輸出驅(qū)動(dòng)器和第二D類輸出驅(qū)動(dòng)器電連接在第二電源節(jié)點(diǎn)和第二 參考節(jié)點(diǎn)之間。
[0020] 優(yōu)選地，ADC被配置為通過非反相輸入節(jié)點(diǎn)和反相輸入節(jié)點(diǎn)接收一對(duì)差分模擬信 號(hào)；一對(duì)差分模擬信號(hào)具有介于零頻率至預(yù)定頻率的范圍內(nèi)的信號(hào)帶寬；以及ADC還被配 置為接收具有采樣頻率的時(shí)鐘信號(hào)，采樣頻率不小于預(yù)定頻率的預(yù)定倍數(shù)，并且預(yù)定倍數(shù) 至少為2。
[0021] 優(yōu)選地，預(yù)定倍數(shù)為64、128或256。
[0022] 根據(jù)本發(fā)明的又一方面，提供了一種方法，包括：基于第一模擬輸入信號(hào)和第一反 饋信號(hào)，由模擬-數(shù)字轉(zhuǎn)換器（ADC)生成第一數(shù)字信號(hào)；基于第一數(shù)字信號(hào)，由數(shù)字濾波器 生成第二數(shù)字信號(hào)；基于第二數(shù)字信號(hào)生成第一PWM信號(hào)；基于第一PWM信號(hào)生成第一組 控制信號(hào)；基于第一組控制信號(hào)由第一D類輸出驅(qū)動(dòng)器生成第一輸出信號(hào)；基于將第一輸 出信號(hào)縮放預(yù)定比率生成第一反饋信號(hào)；以及將第一反饋信號(hào)與ADC連接，在不執(zhí)行低通 濾波操作的條件下，執(zhí)行生成第一反饋信號(hào)和連接第一反饋信號(hào)，低通濾波操作的截止頻 率低于ADC的采樣頻率。
[0023] 優(yōu)選地，還基于第二模擬輸入信號(hào)和第二反饋信號(hào)執(zhí)行產(chǎn)生第一數(shù)字信號(hào)；并且 該方法還包括：基于第二數(shù)字信號(hào)生成第二PWM信號(hào)；基于第二PWM信號(hào)生成第二組控制 信號(hào)；基于第二組控制信號(hào)，由第二D類輸出驅(qū)動(dòng)器生成第二輸出信號(hào)；基于將第二輸出信 號(hào)縮放預(yù)定比率生成第二反饋信號(hào)；以及將第二反饋信號(hào)與ADC連接，在不執(zhí)行低通濾波 操作的條件下，執(zhí)行生成第二反饋信號(hào)和連接第二反饋信號(hào)，低通濾波操作的截止頻率低 于ADC的采樣頻率。
【附圖說(shuō)明】
[0024] 當(dāng)結(jié)合附圖進(jìn)行閱讀時(shí)，從以下詳細(xì)描述可最佳理解本發(fā)明的各方面。應(yīng)該注意， 根據(jù)工業(yè)中的標(biāo)準(zhǔn)實(shí)踐，各個(gè)部件未按比例繪制。實(shí)際上，為了清楚的討論，各個(gè)部件的尺 寸可以任意地增大或減小。
[0025] 圖1是根據(jù)一些實(shí)施例的D類放大器的電路圖；
[0026] 圖2是根據(jù)一些實(shí)施例的D類放大器的Z-域框圖；
[0027] 圖3是根據(jù)一些實(shí)施例的可用于D類放大器的連續(xù)時(shí)間