边缘校正电路与方法技术

一种电路(100)包含放大器输出级(124、164)，所述放大器输出级(124、164)包含：高开关(134、174)及低开关(136、176)，其响应于脉冲宽度调制PWM输入信号而产生PWM输出信号以将负载电流提供到负载。所述电路包含高栅极驱动器(118、158)，所述高栅极驱动器(118、158)以从所述PWM输入信号导出的PWM高驱动信号驱动所述高开关(134、174)。此电路包含低栅极驱动器(120、160)，所述低栅极驱动器(120、160)以从所述PWM输入信号导出的PWM低驱动信号驱动所述低开关(136、176)。所述电路(100)包含边缘校正器(140、180)，所述边缘校正器(140、180)调整所述PWM输入信号的前边缘及尾边缘中的至少一者以补偿关于到所述负载的所述负载电流的方向的响应时间差异。

【技术实现步骤摘要】
【国外来华专利技术】
本专利技术一般来说涉及放大器电路，且更特定来说涉及调整脉冲宽度调制(PWM)输入信号时序以减轻D类放大器输出级中的总谐波失真的边缘校正器。
技术介绍
D类放大器通过产生可变工作循环方波而操作，所述可变工作循环方波的低频率部分基本上是想要输出信号，且所述可变工作循环方波的高频率部分仅用于以下目的：使波形为二进制的，因此所述波形可由放大器的输出级中的切换电力装置放大。无源低通滤波器移除不想要高频率分量且恢复所要低频率信号。为了维持高效率，通常将滤波器制作为具有电抗组件，所述电抗组件存储多余能量直到替代地需要将所述多余能量中的一些转换成热量为止。D类放大器的理论电力效率是100％。因此，供应到D类放大器的所有电力均被递送到负载，且无电力变成热量。这是因为理想开关在处于其接通状态时将传导所有电流，但无电压跨越其，且因此无热量将被耗散。且当所述理想开关关断时，全供应电压将跨越其，但无电流流动通过其。同样地，无热量将被耗散。然而，现实世界电力MOSFET并非理想开关，且大大超过90％的实际效率是常见的。还必须控制开关之间的时序，使得两个开关不会同时接通(两个开关同时接通可损坏输出级)。一个开关在另一开关接通之前关断的时间称为空载时间。关于D类放大器的操作的一个问题涉及负载电流的方向对放大器的PWM输出信号的影响。因此，输出电流的一个方向(例如，高到低)可导致PWM输出信号时序的差异，其不同于在输出电流改变为沿相反方向(例如，低到高)时导致的PWM输出信号时序的差异。此类时序差异导致放大器的输出信号质量的失真且称为总谐波失真(THD)。
技术实现思路
在所描述实例中，边缘校正器调整脉冲宽度调制(PWM)输入信号时序以减轻D类放大器输出级中的总谐波失真。在一个方面中，一种电路包含放大器输出级，所述放大器输出级：包含高开关及低开关，响应于脉冲宽度调制(PWM)输入信号而产生PWM输出信号以将负载电流提供到负载。所述电路包含高栅极驱动器，所述高栅极驱动器以从所述PWM输入信号导出的PWM高驱动信号驱动所述高开关。此电路包含低栅极驱动器，所述低栅极驱动器以从所述PWM输入信号导出的PWM低驱动信号驱动所述低开关。所述电路包含边缘校正器，所述边缘校正器调整所述PWM输入信号的前边缘及尾边缘中的至少一者以补偿关于到所述负载的所述负载电流的方向的响应时间差异。在另一方面中，一种电路包含放大器输出级，所述放大器输出级：包含高开关及低开关，响应于脉冲宽度调制(PWM)输入信号而产生PWM输出信号以将负载电流提供到负载。所述电路包含高栅极驱动器，所述高栅极驱动器以从所述PWM输入信号导出的PWM高驱动信号驱动所述高开关。所述电路包含低栅极驱动器，所述低栅极驱动器以从所述PWM输入信号导出的PWM低驱动信号驱动所述低开关。所述电路包含时序控制器，所述时序控制器控制所述PWM高驱动信号及所述PWM低驱动信号的时序。所述时序控制器测量在所述PWM低驱动信号相对于所述PWM输出信号变为第一状态而转变时的第一时间且测量在所述PWM高驱动信号相对于所述PWM输出信号变为第二状态而转变时的第二时间。边缘校正器给所述PWM输入信号的前边缘加上所述所测量第一时间且从所述PWM输入信号的下降边缘减去所述所测量第二时间以补偿关于到所述负载的所述负载电流的方向的响应时间差异。在又一方面中，一种方法包含以从脉冲宽度调制(PWM)输入信号导出的PWM高驱动信号驱动高开关。此方法包含相对于从所述PWM输入信号导出的PWM低驱动信号驱动低开关。所述方法包含测量在所述PWM低驱动信号相对于所述PWM输出信号变为第一状态而转变时的第一时间。此方法包含测量在所述PWM高驱动信号相对于所述PWM输出信号变为第二状态而转变时的第二时间。所述方法包含给所述PWM输入信号的尾边缘加上所述所测量第一时间及从下一PWM输入信号的前边缘减去所述所测量第二时间。附图说明图1是调整脉冲宽度调制(PWM)输入信号时序以减轻D类放大器输出级中的总谐波失真的电路的实例性示意性框图。图2图解说明用于测量边缘校正时间周期以减轻D类放大器输出级中的总谐波失真的实例性测量信号图。图3图解说明描绘信号边缘校正以减轻D类放大器输出级中的总谐波失真的实例性调整信号图。图4图解说明调整脉冲宽度调制(PWM)输入信号时序以减轻D类放大器输出级中的总谐波失真的实例性开环电路。图5图解说明调整脉冲宽度调制(PWM)输入信号时序以减轻D类放大器输出级中的总谐波失真的实例性闭环电路。图6图解说明调整脉冲宽度调制(PWM)输入信号时序以减轻D类放大器输出级中的总谐波失真的实例性方法。具体实施方式本专利技术涉及一种调整脉冲宽度调制(PWM)输入信号时序以减轻D类放大器输出级中的总谐波失真的边缘校正器。当切换脉冲宽度调制(PWM)输出级改变状态(例如，高到低或低到高)时，可发生PWM输出信号的时序失真，其中输出信号的调制可基于负载电流的方向而改变。时序失真影响输出信号的质量且称为总谐波失真(THD)。边缘校正器通过调整PWM输入信号的前边缘及尾边缘以减轻PWM输出信号的总谐波失真(THD)而补偿时序失真。当PWM输出信号被命令为第一状态(例如，低到高)时，命令与到第一状态的输出转变之间的响应时间可测量为第一时间T1。当PWM输出信号被命令为第二状态(例如，高到低)时，命令与到第二状态的输出转变之间的响应时间可测量为第二时间T2。在无如本文中所揭示的边缘校正的情况下，T1与T2之间的响应时间可不同，这可因此增加PWM输出信号中的THD。通过经由边缘校正器调整PWM输入信号的边缘，可减小T1与T2之间的响应时间差异且因此减小PWM输出信号中的THD。可通过相对于命令输出信号转变的驱动信号测量所述转变而确定响应时间补偿。举例来说，此可包含测量在PWM低驱动信号(例如，用以驱动输出级晶体管的栅极的信号)相对于PWM输出信号变为第一状态(例如，高)而转变时的第一时间周期。可测量在PWM高驱动信号相对于PWM输出信号变为第二状态(例如，低)而转变时的第二时间周期。在测量之后，可给含有待放大的信息(例如，音频数据)的PWM输入信号的尾边缘加上所测量第一时间周期。可从下一PWM输入信号的前边缘减去所测量第二时间周期以导致对放大器PWM输入信号的时序调整。边缘校正通过校正由负载电流方向的改变导致的响应时间差异而减轻PWM输出信号中的总谐波失真(THD)。图1是调整脉冲宽度调制(PWM)输入信号时序以减轻D类放大器输出级中的总谐波失真的电路100的实例性示意性框图。如本文中所用，术语电路可包含执行电路功能(例如放大器或控制器)的有源及/或无源元件的集合。术语电路还可包含例如其中所有电路元件均制作于共同衬底上的集成电路。电路100可包含用于放大脉冲宽度调制(PWM)输入信号的两个路径。路径A放大PWM输入A且路径B放大PWM输入信号B。虽然两个路径A及B展示为支持全桥放大器配置，但单个路径(A或B)可用于支持半桥放大器配置。关于路径A，PWM接收器110接收输入信号PWM输入A且将所述信号传递到时序控制器114。来自时序控制器114的输出驱动高栅极驱动器118及低栅极驱动器120。来自高栅极驱动器118及低栅极驱动器120的输出馈送到放大器输本文档来自技高网...

【技术保护点】
一种电路，其包括：放大器输出级，其包含高开关及低开关，响应于脉冲宽度调制PWM输入信号而产生PWM输出信号以将负载电流提供到负载；高栅极驱动器，其以从所述PWM输入信号导出的PWM高驱动信号驱动所述高开关；低栅极驱动器，其以从所述PWM输入信号导出的PWM低驱动信号驱动所述低开关；及边缘校正器，其调整所述PWM输入信号的前边缘及尾边缘中的至少一者以补偿关于到所述负载的所述负载电流的方向的响应时间差异。

【技术特征摘要】
【国外来华专利技术】2014.07.07 US 14/324,8861.一种电路，其包括：放大器输出级，其包含高开关及低开关，响应于脉冲宽度调制PWM输入信号而产生PWM输出信号以将负载电流提供到负载；高栅极驱动器，其以从所述PWM输入信号导出的PWM高驱动信号驱动所述高开关；低栅极驱动器，其以从所述PWM输入信号导出的PWM低驱动信号驱动所述低开关；及边缘校正器，其调整所述PWM输入信号的前边缘及尾边缘中的至少一者以补偿关于到所述负载的所述负载电流的方向的响应时间差异。2.根据权利要求1所述的电路，其进一步包括时序控制器，其中来自所述PWM输出信号的反馈被提供到所述时序控制器以调整所述PWM输入信号的前边缘及尾边缘以补偿关于到所述负载的所述负载电流的方向的响应时间差异。3.根据权利要求2所述的电路，其进一步包括PWM接收器，所述PWM接收器用以接收所述PWM输入信号且将所述PWM输入信号提供到所述时序控制器。4.根据权利要求3所述的电路，其进一步包括模拟环路滤波器，所述模拟环路滤波器从所述PWM接收器接收所述PWM输入信号以将所述PWM输入信号提供到所述时序控制器。5.根据权利要求4所述的电路，其中来自所述PWM输出信号的反馈被提供到所述模拟环路滤波器以控制所述PWM输入信号。6.根据权利要求2所述的电路，其中所述时序控制器测量在所述PWM低驱动信号相对于所述PWM输出信号变为第一状态而转变时的第一时间T1且测量在所述PWM高驱动信号相对于所述PWM输出信号变为第二状态而转变时的第二时间T2。7.根据权利要求6所述的电路，其中所述边缘校正器给所述PWM输入信号的尾边缘加上所述所测量第一时间T1且从下一PWM输入信号的前边缘减去所述所测量第二时间T2。8.根据权利要求7所述的电路，其中所述所测量第一时间T1或所述所测量第二时间T2是在PWM接收器或所述时序控制器中对所述PWM输入信号加上或减去。9.根据权利要求1所述的电路，其进一步包括第二放大器输出级、第二高栅极驱动器、第二低栅极驱动器及第二边缘校正器以提供呈全桥放大器配置的第二增益路径。10.一种电路，其包括：放大器输出级，其包含高开关及低开关，响应于脉冲宽度调制PWM输入信号而产生PWM输出信号以将负载电流提供到负载；高栅极驱动器，其以从所述PWM输入信号导出的PWM高驱动信号驱动所述高开关；低栅极驱动器，其以从所述PWM输入信号导出的PWM低驱动信号驱动所述低开关；时序控制器，其控制所述PWM高驱动信号及所述PWM低驱动信号...

【专利技术属性】
技术研发人员：切丁·卡亚，
申请(专利权)人：德州仪器公司，
类型：发明
国别省市：美国;US