本發明(ming)涉(she)及一種(zhong)脈沖寬度調制(zhi)發生(sheng)器。

背景技術：

近來(lai)，由于(yu)D類(lei)放(fang)(fang)大(da)器與(yu)其(qi)它類(lei)放(fang)(fang)大(da)器相比具有高(gao)的(de)效率(lv)，因此D類(lei)放(fang)(fang)大(da)器已(yi)經變得普遍用(yong)于(yu)音頻(pin)應用(yong)中(zhong)。D類(lei)放(fang)(fang)大(da)器通過使用(yong)調制(zhi)器來(lai)操作以生(sheng)成(cheng)包括(kuo)由較低(di)頻(pin)率(lv)信號(被稱為調制(zhi)信號)調制(zhi)的(de)高(gao)頻(pin)載(zai)波(bo)(bo)信號的(de)脈沖寬度調制(zhi)(PWM)方波(bo)(bo)，以由合適的(de)輸出(chu)設(she)備(bei)(諸(zhu)如揚聲器)輸出(chu)。該PWM信號由低(di)通濾波(bo)(bo)器濾波(bo)(bo)以恢復輸出(chu)信號，然后將其(qi)輸出(chu)到輸出(chu)設(she)備(bei)。

隨著D類放(fang)大器、特別是(shi)對于(yu)音頻(pin)應用可能出(chu)現的(de)(de)(de)一(yi)個問題是(shi)，生成(cheng)足夠高(gao)質量的(de)(de)(de)PWM信號(hao)可能很(hen)困難，特別是(shi)當施(shi)加(jia)諸(zhu)如PWM調制器中的(de)(de)(de)低開關頻(pin)率等實現約束時。

這個問(wen)題的常見方法是(shi)在PWM調(diao)制器周圍加入噪聲整形環路，以提高性能。圖(tu)1是(shi)使用該方法的PWM發生(sheng)器的示意圖(tu)。

PWM發生器在圖1中以10總體示出，并且包括插值器12，插值器12在其輸入處接收表示要輸出的信號的數字信號，諸如數字音頻信號。在圖1所示的示例中，輸入信號是具有采樣頻率f_s的24位信號。

插值器12對輸入信號進行上采樣，并且將具有頻率f_w的輸(shu)(shu)(shu)出(chu)信號(hao)X(z)輸(shu)(shu)(shu)出(chu)到環路濾波器14，輸(shu)(shu)(shu)出(chu)信號(hao)X(z)通常在幾(ji)十MHz的范圍(wei)內(nei)，但是可以超過100MHz，環路濾波器14在低頻(即，在PWM輸(shu)(shu)(shu)出(chu)必須與輸(shu)(shu)(shu)入(ru)音(yin)頻信號(hao)緊密匹配的頻率范圍(wei)內(nei))具(ju)有非常大的增益。下(xia)面將更詳細(xi)地描述環路濾波器14的操作。

環路濾波器14將經濾波輸出信號U(z)輸出到PWM調制器16。在該示例中，環路濾波器輸出信號U(z)也是具有采樣頻率f_w的24位信號。

PWM調制器16包括比較器18，比較器18將輸入到PWM調制器16的信號U(z)與給定頻率的載波信號(其通常是用于雙邊沿PWM調制的三角波信號或者用于單邊沿PWM調制的鋸齒波信號)相比較，給定頻率可以是輸入信號X(z)的最高頻率分量的十倍量級，并且比較器18輸出具有采樣頻率為f_w的(de)單比(bi)特脈沖(chong)寬度調制信號Y(z)。比(bi)較器18的(de)輸(shu)出是(shi)二進制的(de)，并且(qie)整(zheng)個(ge)PWM調制過程可以被建模為(wei)生成噪(zao)聲信號E(z)的(de)量化噪(zao)聲源。

PWM輸(shu)(shu)(shu)(shu)出信(xin)號Y(z)被(bei)反饋到組合器(qi)(qi)20，在那里從由插(cha)值(zhi)(zhi)器(qi)(qi)12輸(shu)(shu)(shu)(shu)出的(de)(de)(de)(de)插(cha)值(zhi)(zhi)信(xin)號X(z)中減去，以(yi)計算插(cha)值(zhi)(zhi)信(xin)號X(z)與PWM輸(shu)(shu)(shu)(shu)出信(xin)號Y(z)之差。輸(shu)(shu)(shu)(shu)入到環(huan)(huan)路(lu)(lu)濾波器(qi)(qi)14的(de)(de)(de)(de)由組合器(qi)(qi)20輸(shu)(shu)(shu)(shu)出的(de)(de)(de)(de)信(xin)號由于輸(shu)(shu)(shu)(shu)入信(xin)號X(z)和經(jing)調制輸(shu)(shu)(shu)(shu)出信(xin)號Y(z)的(de)(de)(de)(de)低(di)(di)頻(pin)(pin)分(fen)(fen)(fen)量而包括低(di)(di)頻(pin)(pin)分(fen)(fen)(fen)量，并且由于經(jing)調制信(xin)號Y(z)的(de)(de)(de)(de)高(gao)(gao)頻(pin)(pin)載波信(xin)號分(fen)(fen)(fen)量而包括高(gao)(gao)頻(pin)(pin)分(fen)(fen)(fen)量。由于環(huan)(huan)路(lu)(lu)濾波器(qi)(qi)在較低(di)(di)頻(pin)(pin)率范圍(wei)中的(de)(de)(de)(de)高(gao)(gao)的(de)(de)(de)(de)增(zeng)益，并且作為反饋環(huan)(huan)路(lu)(lu)的(de)(de)(de)(de)結果，PWM調制器(qi)(qi)Y(z)的(de)(de)(de)(de)輸(shu)(shu)(shu)(shu)出僅包含(han)插(cha)值(zhi)(zhi)輸(shu)(shu)(shu)(shu)入信(xin)號X(z)的(de)(de)(de)(de)低(di)(di)頻(pin)(pin)分(fen)(fen)(fen)量以(yi)及在低(di)(di)頻(pin)(pin)范圍(wei)內具有(you)減少的(de)(de)(de)(de)能量的(de)(de)(de)(de)成形誤(wu)差信(xin)號。這可以(yi)在數學(xue)上如下建模。

噪聲傳(chuan)遞函(han)數NTF(z)可(ke)以(yi)被(bei)定(ding)義(yi)為其(qi)中E(z)是(shi)由PWM調制過程引入的噪聲信(xin)號。類似地(di)，信(xin)號傳(chuan)遞函(han)數STF(z)可(ke)以(yi)被(bei)定(ding)義(yi)為

可以(yi)示出并且其中G(z)是環路增益(yi)。

在環路增益非(fei)常大(即G(z)>>1)的低頻處，NTF(z)≈0并且STF(z)≈1。

盡管相對于輸(shu)入信號的(de)(de)(de)(de)帶(dai)寬具(ju)有非常大的(de)(de)(de)(de)過采(cai)樣(yang)因(yin)子(對于具(ju)有大約20kHz的(de)(de)(de)(de)帶(dai)寬的(de)(de)(de)(de)音頻(pin)輸(shu)入信號，以(yi)幾十MHz采(cai)樣(yang))和可以(yi)使(shi)用(yong)如圖(tu)1所示(shi)的(de)(de)(de)(de)架構實現的(de)(de)(de)(de)高的(de)(de)(de)(de)環(huan)路增(zeng)益，輸(shu)出(chu)的(de)(de)(de)(de)PWM信號Y(z)對于HiFi質(zhi)量音頻(pin)通常質(zhi)量不(bu)(bu)足。這至(zhi)少部分是因(yin)為在(zai)PWM調(diao)制器16的(de)(de)(de)(de)輸(shu)出(chu)中在(zai)PWM調(diao)制器16的(de)(de)(de)(de)開關(guan)頻(pin)率的(de)(de)(de)(de)倍數附近可能出(chu)現互調(diao)產(chan)物。這些互調(diao)產(chan)物導致由PWM發生器10輸(shu)出(chu)的(de)(de)(de)(de)PWM信號中的(de)(de)(de)(de)不(bu)(bu)可接受的(de)(de)(de)(de)水平(ping)的(de)(de)(de)(de)諧波失真，即(ji)使(shi)當采(cai)用(yong)圖(tu)1所示(shi)類型的(de)(de)(de)(de)反饋環(huan)路時。

因此，本領(ling)域(yu)需要(yao)一種能夠生成用于音頻應用的具有足夠質量(liang)的PWM信號的PWM發生器(qi)。

技術實現要素：

根據(ju)本(ben)發(fa)明的(de)(de)第一方(fang)面(mian)，提(ti)供了一種(zhong)用于生成脈(mo)沖寬(kuan)度(du)調(diao)(diao)制信(xin)(xin)(xin)號的(de)(de)脈(mo)沖寬(kuan)度(du)調(diao)(diao)制(PWM)發(fa)生器(qi)(qi)，PWM發(fa)生器(qi)(qi)包括PWM調(diao)(diao)制器(qi)(qi)和環(huan)(huan)(huan)路(lu)濾(lv)波器(qi)(qi)，其中環(huan)(huan)(huan)路(lu)濾(lv)波器(qi)(qi)被(bei)配(pei)置(zhi)成接收輸入信(xin)(xin)(xin)號并且向PWM調(diao)(diao)制器(qi)(qi)輸出經濾(lv)波信(xin)(xin)(xin)號，并且PWM調(diao)(diao)制器(qi)(qi)被(bei)配(pei)置(zhi)成從環(huan)(huan)(huan)路(lu)濾(lv)波器(qi)(qi)接收經濾(lv)波信(xin)(xin)(xin)號并且輸出脈(mo)沖寬(kuan)度(du)調(diao)(diao)制信(xin)(xin)(xin)號，PWM發(fa)生器(qi)(qi)還包括將PWM調(diao)(diao)制器(qi)(qi)的(de)(de)輸出耦(ou)合(he)到環(huan)(huan)(huan)路(lu)濾(lv)波器(qi)(qi)的(de)(de)輸入的(de)(de)反(fan)饋(kui)環(huan)(huan)(huan)路(lu)，其中反(fan)饋(kui)環(huan)(huan)(huan)路(lu)包括梳狀濾(lv)波器(qi)(qi)。

在(zai)本發(fa)明(ming)中使用的(de)梳狀濾波器使反饋信(xin)號(hao)在(zai)生(sheng)成互調(diao)產物時涉及的(de)頻帶(dai)中衰減，并(bing)且因此具(ju)有使存在(zai)于PWM發(fa)生(sheng)器的(de)輸出中的(de)任(ren)何互調(diao)產物衰減的(de)效果(guo)，從而改善所產生(sheng)的(de)PWM信(xin)號(hao)的(de)質量。

梳狀(zhuang)濾(lv)波器(qi)(qi)可以被配(pei)置成使所輸出的(de)脈沖寬度調制信號(hao)中在PWM調制器(qi)(qi)的(de)開關頻(pin)率(lv)的(de)倍數處出現的(de)分量衰(shuai)減。

PWM發生器還可以包括(kuo)用(yong)于對(dui)輸入信號(hao)進行上采樣并且向(xiang)環路濾波器輸出經(jing)上采樣的輸入信號(hao)的插值器。

梳狀(zhuang)濾(lv)波(bo)器可以具有大(da)致矩(ju)形的脈沖響應。

備選地(di)，梳狀濾波(bo)器可(ke)以具有大(da)致(zhi)三(san)角(jiao)形或(huo)大(da)致(zhi)拋物線形的脈沖響應(ying)。

PWM發生器還可以包(bao)括信(xin)(xin)號(hao)路徑(jing)，信(xin)(xin)號(hao)路徑(jing)被配置成向PWM調(diao)制器的(de)(de)輸(shu)入添加由(you)梳(shu)狀濾波器輸(shu)出(chu)的(de)(de)信(xin)(xin)號(hao)的(de)(de)延(yan)遲且放(fang)大(da)后的(de)(de)版本。

信(xin)號路徑可以形(xing)成環路濾(lv)波器(qi)的部分。

備選地，信號路徑(jing)可以與(yu)環路濾波(bo)器分開。

根據本發明的(de)(de)第二(er)方(fang)面(mian)，提供了一種包括根據第一方(fang)面(mian)的(de)(de)PWM發生器的(de)(de)D類(lei)放大器。

D類放大(da)器例(li)如可(ke)以(yi)是音頻(pin)放大(da)器。

附圖說明

現在將僅(jin)通過示例的方式，參考附圖(tu)來(lai)描述(shu)本發明的實施(shi)例，在附圖(tu)中(zhong)：

圖(tu)1是已知的脈沖(chong)寬度調制發生器的示意性表(biao)示；

圖(tu)2是脈沖寬(kuan)度(du)調制發生器(qi)的(de)示(shi)意性表示(shi)；

圖(tu)3是具有附加的信號路徑(jing)的圖(tu)2的脈(mo)沖(chong)寬度調制發生器的示意性(xing)表示；以及

圖4是使(shi)用圖2或圖3的脈沖寬度調制發生器(qi)的D類(lei)音頻放大器(qi)系統的示意性(xing)表示。

具體實施方式

現(xian)在參考圖2，脈(mo)沖寬(kuan)度調制(PWM)發(fa)(fa)生(sheng)器(qi)(qi)在30處(chu)整體(ti)示(shi)(shi)出(chu)。PWM發(fa)(fa)生(sheng)器(qi)(qi)30與圖1的(de)(de)(de)(de)PWM發(fa)(fa)生(sheng)器(qi)(qi)10共享一些公共的(de)(de)(de)(de)元(yuan)(yuan)件，并且因此圖1和圖2中(zhong)的(de)(de)(de)(de)類似(si)的(de)(de)(de)(de)附(fu)圖標記指代類似(si)的(de)(de)(de)(de)元(yuan)(yuan)件。為了清楚和簡明起(qi)見，圖2的(de)(de)(de)(de)示(shi)(shi)意(yi)性(xing)表(biao)(biao)示(shi)(shi)僅(jin)示(shi)(shi)出(chu)了理解本(ben)(ben)發(fa)(fa)明所(suo)需的(de)(de)(de)(de)那些元(yuan)(yuan)件，但是本(ben)(ben)領域技術人員將理解，PWM發(fa)(fa)生(sheng)器(qi)(qi)30的(de)(de)(de)(de)物理實現(xian)可以(yi)包括附(fu)加(jia)的(de)(de)(de)(de)元(yuan)(yuan)件。此外，圖2中(zhong)示(shi)(shi)意(yi)性(xing)地示(shi)(shi)出(chu)的(de)(de)(de)(de)功能(neng)框(kuang)不(bu)一定(ding)代表(biao)(biao)可以(yi)存在于PWM發(fa)(fa)生(sheng)器(qi)(qi)30的(de)(de)(de)(de)物理實現(xian)中(zhong)的(de)(de)(de)(de)物理部件，而是旨在表(biao)(biao)示(shi)(shi)PWM發(fa)(fa)生(sheng)器(qi)(qi)30的(de)(de)(de)(de)功能(neng)元(yuan)(yuan)件。

圖2的PWM發生器30的結構和操作類似于圖1的PWM發生器10的結構和操作。因此，PWM發生器30包括插值器12，插值器12在其輸入處接收待調制的數字信號，諸如數字音頻信號。在圖1所示的示例中，輸入信號是具有采樣頻率f_s的24位信號。

插值器12對輸入信號進行上采樣，并且將具有采樣頻率f_w的輸出信號X(z)輸出到環路濾波器14，采樣頻率f_w通常在幾(ji)十MHz的范圍內，但是可以超過100MHz，環路濾波器14是低通濾波器。

環路濾波器14將經濾波輸出信號U(z)輸出到PWM調制器16。在該示例中，環路濾波器輸出信號U(z)也是具有采樣頻率f_w的24位信號。

PWM調制器16包括比較器18，比較器18將輸入到PWM調制器16的信號U(z)與給定頻率的載波信號(其通常是用于雙邊沿PWM調制的三角波信號或者用于單邊沿PWM調制的鋸齒波信號)相比較，給定頻率可以是輸入信號X(z)的最高頻率分量的十倍量級，并且比較器18輸出具有采樣頻率為f_w的單比特脈沖寬(kuan)度(du)調制(zhi)信(xin)號(hao)Y(z)。

比較器18的輸出是二進制的，并且整個PWM調制過程可以被建模為生成(cheng)噪聲(sheng)信號(hao)E(z)的量化噪聲(sheng)源。

輸出(chu)信(xin)號Y(z)通過(guo)反饋環(huan)(huan)路被反饋到(dao)組(zu)合(he)器(qi)(qi)20，在(zai)那(nei)里從由(you)插(cha)值器(qi)(qi)12輸出(chu)的(de)(de)插(cha)值信(xin)號X(z)中(zhong)減去。與(yu)圖(tu)1的(de)(de)已知的(de)(de)PWM發生器(qi)(qi)10不(bu)同，圖(tu)2所示的(de)(de)PWM發生器(qi)(qi)30的(de)(de)反饋環(huan)(huan)路包(bao)括梳狀濾波器(qi)(qi)40。

梳狀(zhuang)濾波(bo)器40被配置(zhi)成濾除(即去除或基本上衰減)在(zai)PWM調制器16的開關頻率的倍數處(chu)出現的輸出信號Y(z)的頻率分(fen)量(liang)。以(yi)這(zhe)(zhe)種方(fang)式(shi)，可以(yi)減少由PWM發生器30的輸出中的這(zhe)(zhe)些信號引起(qi)的諧波(bo)失(shi)真。

由(you)(you)(you)梳狀(zhuang)濾波(bo)(bo)器(qi)(qi)40輸(shu)出的(de)(de)(de)(de)信(xin)號(hao)(hao)被輸(shu)入到組(zu)合(he)器(qi)(qi)20，組(zu)合(he)器(qi)(qi)20還接收由(you)(you)(you)插值器(qi)(qi)輸(shu)出的(de)(de)(de)(de)信(xin)號(hao)(hao)X(z)。由(you)(you)(you)組(zu)合(he)器(qi)(qi)20輸(shu)出到環路(lu)濾波(bo)(bo)器(qi)(qi)14的(de)(de)(de)(de)信(xin)號(hao)(hao)由(you)(you)(you)于(yu)輸(shu)入信(xin)號(hao)(hao)X(z)和經調(diao)制(zhi)輸(shu)出信(xin)號(hao)(hao)Y(z)的(de)(de)(de)(de)低(di)頻(pin)(pin)分量(liang)(liang)而(er)包括(kuo)低(di)頻(pin)(pin)分量(liang)(liang)，并(bing)且(qie)由(you)(you)(you)于(yu)經調(diao)制(zhi)信(xin)號(hao)(hao)Y(z)的(de)(de)(de)(de)高(gao)頻(pin)(pin)載波(bo)(bo)信(xin)號(hao)(hao)分量(liang)(liang)而(er)包括(kuo)高(gao)頻(pin)(pin)分量(liang)(liang)。由(you)(you)(you)于(yu)較低(di)頻(pin)(pin)率范圍中(zhong)的(de)(de)(de)(de)環路(lu)濾波(bo)(bo)器(qi)(qi)的(de)(de)(de)(de)高(gao)的(de)(de)(de)(de)增益，并(bing)且(qie)作為反饋環路(lu)的(de)(de)(de)(de)結果，PWM調(diao)制(zhi)器(qi)(qi)Y(z)的(de)(de)(de)(de)輸(shu)出僅(jin)包含插值輸(shu)入信(xin)號(hao)(hao)X(z)的(de)(de)(de)(de)低(di)頻(pin)(pin)分量(liang)(liang)以及(ji)在(zai)低(di)頻(pin)(pin)范圍內(nei)具(ju)有減(jian)少的(de)(de)(de)(de)能(neng)量(liang)(liang)的(de)(de)(de)(de)成形(xing)誤(wu)差信(xin)號(hao)(hao)。由(you)(you)(you)于(yu)在(zai)PWM調(diao)制(zhi)器(qi)(qi)開(kai)關頻(pin)(pin)率的(de)(de)(de)(de)倍數周圍出現(xian)(xian)(xian)的(de)(de)(de)(de)輸(shu)出信(xin)號(hao)(hao)Y(z)的(de)(de)(de)(de)頻(pin)(pin)率分量(liang)(liang)已經被梳狀(zhuang)濾波(bo)(bo)器(qi)(qi)40去除(chu)或(huo)(huo)衰減(jian)，所以這些信(xin)號(hao)(hao)不再出現(xian)(xian)(xian)或(huo)(huo)者僅(jin)以大幅衰減(jian)的(de)(de)(de)(de)形(xing)式出現(xian)(xian)(xian)在(zai)施加在(zai)PWM發生(sheng)器(qi)(qi)30的(de)(de)(de)(de)輸(shu)入處的(de)(de)(de)(de)信(xin)號(hao)(hao)U(z)中(zhong)，從而(er)減(jian)少了輸(shu)出信(xin)號(hao)(hao)中(zhong)的(de)(de)(de)(de)互調(diao)和諧波(bo)(bo)失(shi)真，從而(er)提高(gao)了由(you)(you)(you)PWM發生(sheng)器(qi)(qi)30輸(shu)出的(de)(de)(de)(de)PWM信(xin)號(hao)(hao)的(de)(de)(de)(de)質量(liang)(liang)。

PWM發生器30中的重要參數是比率f_w/f_c，其中f_c是載波信號的頻率，用作PWM發生器30的參考。例如，如果f_c＝400kHz并且f_w＝40MHz，則比率f_w/f_c為100，這表示在每個PWM開關周期中包括100個樣本。因此，可以以(1+z^-1+z^-2+....+z^-(fw/fc-1)的形式實現(xian)使在開關頻率的所有倍數周(zhou)圍的信號(hao)衰(shuai)減(jian)的簡單有效的梳狀(zhuang)濾波器(qi)40。

在實(shi)踐中(zhong)，該濾(lv)(lv)波(bo)器40的(de)(de)(de)實(shi)現非常簡單，因(yin)為PWM輸(shu)出(chu)Y(z)(其(qi)也是梳(shu)狀濾(lv)(lv)波(bo)器40的(de)(de)(de)輸(shu)入(ru))是單比(bi)特(te)信(xin)號。實(shi)質上，梳(shu)狀濾(lv)(lv)波(bo)器40用作滑(hua)動窗口(kou)，并且在每(mei)個窗口(kou)內對PWM輸(shu)出(chu)信(xin)號Y(z)為高的(de)(de)(de)采(cai)樣數(shu)目和(he)PWM輸(shu)出(chu)信(xin)號Y(z)為低的(de)(de)(de)采(cai)樣數(shu)目計數(shu)，并且生成兩個計數(shu)之間(jian)的(de)(de)(de)差。換(huan)句話說，濾(lv)(lv)波(bo)器40計算在當前窗口(kou)上的(de)(de)(de)PWM輸(shu)出(chu)信(xin)號Y(z)的(de)(de)(de)平均值。

實際上，PWM調(diao)制(zhi)器(qi)16將包含(han)在(zai)(zai)信(xin)(xin)(xin)號U(z)的(de)(de)(de)幅度(du)中(zhong)的(de)(de)(de)信(xin)(xin)(xin)息(xi)轉換(huan)到(dao)時域，因為(wei)PWM輸(shu)出信(xin)(xin)(xin)號Y(z)中(zhong)的(de)(de)(de)信(xin)(xin)(xin)息(xi)實質(zhi)上被編碼在(zai)(zai)邊沿的(de)(de)(de)位(wei)置(zhi)。梳(shu)(shu)狀濾波器(qi)40有效地執行反向操作，并且將包含(han)在(zai)(zai)PWM輸(shu)出信(xin)(xin)(xin)號Y(z)的(de)(de)(de)邊沿的(de)(de)(de)位(wei)置(zhi)中(zhong)的(de)(de)(de)信(xin)(xin)(xin)息(xi)轉換(huan)回幅度(du)表示(shi)。然(ran)而，這個(ge)過(guo)程并不(bu)完全(quan)透(tou)明，原因有很多。首先，在(zai)(zai)輸(shu)入到(dao)PWM調(diao)制(zhi)器(qi)16的(de)(de)(de)信(xin)(xin)(xin)號U(z)與由梳(shu)(shu)狀濾波器(qi)40輸(shu)出的(de)(de)(de)信(xin)(xin)(xin)號之間存在(zai)(zai)延遲。其(qi)次，即(ji)便考慮到(dao)該(gai)延遲，幅度(du)信(xin)(xin)(xin)息(xi)也不(bu)能完全(quan)恢復，而是由梳(shu)(shu)狀濾波器(qi)40產生的(de)(de)(de)信(xin)(xin)(xin)號包括由PWM調(diao)制(zhi)本身引入的(de)(de)(de)失真(zhen)分(fen)(fen)量(liang)，該(gai)環路(lu)將嘗(chang)試(shi)最小(xiao)化或(huo)至少成形該(gai)失真(zhen)分(fen)(fen)量(liang)(即(ji)，根據環路(lu)濾波器(qi)特性(xing)推入高頻域)。

梳狀濾波器(1+z^-1+z^-2+....+z^-(fw/fc-1)基本上具有矩形脈沖響應，并且僅在開關頻率的倍數周圍提供有限的衰減。例如，可以通過實施更高階方案來獲得更高的衰減，其中相同的濾波器級聯多次，對于(1+z^-1+z^-2+....+z^-(fw/fc-1))²形式的濾波器，導致三角形脈沖響應，對于(1+z^-1+z^-2+....+z^-(fw/fc-1))³形式的(de)濾波器(qi)，導致拋物(wu)線形脈沖(chong)響應。然(ran)而，這(zhe)在反饋環路中(zhong)引入(ru)了額(e)外的(de)延遲，這(zhe)可(ke)能引起穩定性問題的(de)風險增加。

在(zai)PWM發(fa)生(sheng)器(qi)30的(de)(de)(de)反(fan)饋環(huan)路(lu)(lu)(lu)(lu)中(zhong)添(tian)加(jia)梳(shu)狀濾(lv)(lv)波器(qi)40是提高由PWM發(fa)生(sheng)器(qi)30輸出的(de)(de)(de)PWM信號的(de)(de)(de)質量(liang)的(de)(de)(de)直接(jie)且(qie)(qie)成本(ben)有(you)效的(de)(de)(de)方式。到(dao)目前為(wei)止(zhi)，還沒(mei)有(you)考慮(lv)這種(zhong)解決方案，可(ke)(ke)能是因為(wei)梳(shu)狀濾(lv)(lv)波器(qi)40必然(ran)(ran)在(zai)反(fan)饋環(huan)路(lu)(lu)(lu)(lu)中(zhong)引入可(ke)(ke)能危及穩定(ding)(ding)性(xing)的(de)(de)(de)延遲(chi)。然(ran)(ran)而，可(ke)(ke)以(yi)通(tong)過使(shi)用類似于在(zai)例如(ru)連續(xu)時間Σ-Δ模數轉換器(qi)(ADC)中(zhong)采用以(yi)便在(zai)出現過多的(de)(de)(de)環(huan)路(lu)(lu)(lu)(lu)延遲(chi)的(de)(de)(de)情況下穩定(ding)(ding)環(huan)路(lu)(lu)(lu)(lu)的(de)(de)(de)技術來克服這個問題(ti)。這些技術可(ke)(ke)以(yi)以(yi)各種(zhong)不同的(de)(de)(de)方式實現，但是原理是，向(xiang)PWM發(fa)生(sheng)器(qi)30中(zhong)引入附(fu)加(jia)的(de)(de)(de)自由度(即，附(fu)加(jia)參數)，以(yi)與在(zai)反(fan)饋環(huan)路(lu)(lu)(lu)(lu)中(zhong)沒(mei)有(you)延遲(chi)的(de)(de)(de)理想情況相比(bi)保持其(qi)特性(xing)。一種(zhong)可(ke)(ke)能的(de)(de)(de)實現在(zai)圖3中(zhong)示(shi)出，并且(qie)(qie)在(zai)下面描述。

圖3示(shi)意(yi)性地示(shi)出(chu)了圖2所示(shi)的(de)(de)(de)(de)(de)(de)(de)(de)(de)(de)(de)PWM發生(sheng)器(qi)(qi)(qi)(qi)30的(de)(de)(de)(de)(de)(de)(de)(de)(de)(de)(de)修改，其中提供附(fu)加(jia)(jia)的(de)(de)(de)(de)(de)(de)(de)(de)(de)(de)(de)延(yan)(yan)(yan)遲單(dan)元(yuan)(yuan)(yuan)42、乘(cheng)(cheng)(cheng)(cheng)法(fa)(fa)(fa)(fa)(fa)器(qi)(qi)(qi)(qi)44和加(jia)(jia)法(fa)(fa)(fa)(fa)(fa)器(qi)(qi)(qi)(qi)46作為PWM發生(sheng)器(qi)(qi)(qi)(qi)30中的(de)(de)(de)(de)(de)(de)(de)(de)(de)(de)(de)附(fu)加(jia)(jia)的(de)(de)(de)(de)(de)(de)(de)(de)(de)(de)(de)信號路徑。延(yan)(yan)(yan)遲單(dan)元(yuan)(yuan)(yuan)42延(yan)(yan)(yan)遲由(you)梳(shu)(shu)狀濾波(bo)器(qi)(qi)(qi)(qi)40輸(shu)(shu)(shu)出(chu)的(de)(de)(de)(de)(de)(de)(de)(de)(de)(de)(de)樣(yang)本(ben)，并(bing)且(qie)將延(yan)(yan)(yan)遲后的(de)(de)(de)(de)(de)(de)(de)(de)(de)(de)(de)樣(yang)本(ben)輸(shu)(shu)(shu)出(chu)到(dao)(dao)(dao)乘(cheng)(cheng)(cheng)(cheng)法(fa)(fa)(fa)(fa)(fa)器(qi)(qi)(qi)(qi)44，乘(cheng)(cheng)(cheng)(cheng)法(fa)(fa)(fa)(fa)(fa)器(qi)(qi)(qi)(qi)44將樣(yang)本(ben)乘(cheng)(cheng)(cheng)(cheng)以常數因子k。乘(cheng)(cheng)(cheng)(cheng)法(fa)(fa)(fa)(fa)(fa)器(qi)(qi)(qi)(qi)44將相(xiang)(xiang)乘(cheng)(cheng)(cheng)(cheng)的(de)(de)(de)(de)(de)(de)(de)(de)(de)(de)(de)樣(yang)本(ben)輸(shu)(shu)(shu)出(chu)到(dao)(dao)(dao)加(jia)(jia)法(fa)(fa)(fa)(fa)(fa)器(qi)(qi)(qi)(qi)46，加(jia)(jia)法(fa)(fa)(fa)(fa)(fa)器(qi)(qi)(qi)(qi)46將相(xiang)(xiang)乘(cheng)(cheng)(cheng)(cheng)的(de)(de)(de)(de)(de)(de)(de)(de)(de)(de)(de)樣(yang)本(ben)添加(jia)(jia)到(dao)(dao)(dao)環(huan)路濾波(bo)器(qi)(qi)(qi)(qi)14的(de)(de)(de)(de)(de)(de)(de)(de)(de)(de)(de)輸(shu)(shu)(shu)出(chu)，并(bing)且(qie)將環(huan)路濾波(bo)器(qi)(qi)(qi)(qi)輸(shu)(shu)(shu)出(chu)和相(xiang)(xiang)乘(cheng)(cheng)(cheng)(cheng)的(de)(de)(de)(de)(de)(de)(de)(de)(de)(de)(de)樣(yang)本(ben)的(de)(de)(de)(de)(de)(de)(de)(de)(de)(de)(de)組合輸(shu)(shu)(shu)出(chu)到(dao)(dao)(dao)PWM調制器(qi)(qi)(qi)(qi)18。附(fu)加(jia)(jia)的(de)(de)(de)(de)(de)(de)(de)(de)(de)(de)(de)信號路徑(包(bao)括延(yan)(yan)(yan)遲單(dan)元(yuan)(yuan)(yuan)42、乘(cheng)(cheng)(cheng)(cheng)法(fa)(fa)(fa)(fa)(fa)器(qi)(qi)(qi)(qi)44和加(jia)(jia)法(fa)(fa)(fa)(fa)(fa)器(qi)(qi)(qi)(qi)46)及(ji)其相(xiang)(xiang)關(guan)聯的(de)(de)(de)(de)(de)(de)(de)(de)(de)(de)(de)增益引入額外(wai)的(de)(de)(de)(de)(de)(de)(de)(de)(de)(de)(de)自由(you)度(du)，使得(de)可(ke)以部(bu)分(fen)地補(bu)償(chang)由(you)梳(shu)(shu)狀濾波(bo)器(qi)(qi)(qi)(qi)40引入的(de)(de)(de)(de)(de)(de)(de)(de)(de)(de)(de)延(yan)(yan)(yan)遲。應當理解，在圖3中，額外(wai)的(de)(de)(de)(de)(de)(de)(de)(de)(de)(de)(de)路徑被示(shi)出(chu)為分(fen)開的(de)(de)(de)(de)(de)(de)(de)(de)(de)(de)(de)一組部(bu)件(jian)，但是同(tong)樣(yang)可(ke)能(neng)的(de)(de)(de)(de)(de)(de)(de)(de)(de)(de)(de)是，延(yan)(yan)(yan)遲單(dan)元(yuan)(yuan)(yuan)42、乘(cheng)(cheng)(cheng)(cheng)法(fa)(fa)(fa)(fa)(fa)器(qi)(qi)(qi)(qi)44和加(jia)(jia)法(fa)(fa)(fa)(fa)(fa)器(qi)(qi)(qi)(qi)46或功能(neng)上等效的(de)(de)(de)(de)(de)(de)(de)(de)(de)(de)(de)部(bu)件(jian)可(ke)以被合并(bing)到(dao)(dao)(dao)環(huan)路濾波(bo)器(qi)(qi)(qi)(qi)14中或者以其他方(fang)式(shi)形成環(huan)路濾波(bo)器(qi)(qi)(qi)(qi)14的(de)(de)(de)(de)(de)(de)(de)(de)(de)(de)(de)部(bu)分(fen)。

圖(tu)2和圖(tu)3所示(shi)(shi)的(de)(de)PWM發生器(qi)30適于在(zai)音頻(pin)(pin)應(ying)用(yong)(yong)(yong)中使(shi)用(yong)(yong)(yong)的(de)(de)D類放(fang)大(da)器(qi)中使(shi)用(yong)(yong)(yong)。圖(tu)3是用(yong)(yong)(yong)于在(zai)音頻(pin)(pin)應(ying)用(yong)(yong)(yong)中使(shi)用(yong)(yong)(yong)的(de)(de)可(ke)能的(de)(de)D類放(fang)大(da)器(qi)架構(gou)的(de)(de)示(shi)(shi)意性表示(shi)(shi)。

在圖3的放(fang)大(da)器50中，數字(zi)音頻(pin)輸入由諸(zhu)如光盤播放(fang)器等(deng)數字(zi)音頻(pin)源52提供。

數字(zi)音頻源52將數字(zi)輸(shu)出信號輸(shu)出到PWM發(fa)生器(qi)30的輸(shu)入，PWM發(fa)生器(qi)30如上面參考圖2所述地操作。

PWM發(fa)生器30的(de)(de)(de)輸(shu)(shu)出被輸(shu)(shu)入(ru)到包(bao)括一個(ge)或(huo)多個(ge)放(fang)大(da)器的(de)(de)(de)放(fang)大(da)級54。放(fang)大(da)級可(ke)操作為(wei)放(fang)大(da)PWM發(fa)生器30的(de)(de)(de)輸(shu)(shu)出，并且將(jiang)放(fang)大(da)后的(de)(de)(de)PWM信號輸(shu)(shu)出到低通濾波(bo)器56的(de)(de)(de)輸(shu)(shu)入(ru)。

低(di)通(tong)濾(lv)(lv)(lv)波(bo)(bo)器56從放大后的(de)(de)PWM信號中濾(lv)(lv)(lv)除(即去除或(huo)(huo)強衰(shuai)減)高頻載波(bo)(bo)信號，從而(er)恢復輸入到放大器50的(de)(de)信號的(de)(de)放大版本。為了最佳效(xiao)率，低(di)通(tong)濾(lv)(lv)(lv)波(bo)(bo)器56優(you)選(xuan)(xuan)僅由電(dian)感和(he)電(dian)容構成，而(er)不使(shi)用除了與電(dian)感和(he)電(dian)容相(xiang)關聯的(de)(de)電(dian)阻之外的(de)(de)任何電(dian)阻(即，低(di)通(tong)濾(lv)(lv)(lv)波(bo)(bo)器優(you)選(xuan)(xuan)地是LC濾(lv)(lv)(lv)波(bo)(bo)器而(er)不是RC或(huo)(huo)RLC濾(lv)(lv)(lv)波(bo)(bo)器)，以最小化在低(di)通(tong)濾(lv)(lv)(lv)波(bo)(bo)器56的(de)(de)電(dian)阻部件中作為熱被(bei)耗(hao)散的(de)(de)功率量。

低(di)通濾波器(qi)56的(de)輸出(chu)連接(jie)到諸(zhu)如揚聲器(qi)58等輸出(chu)設備的(de)輸入，輸出(chu)設備基于(yu)低(di)通濾波器(qi)56的(de)輸出(chu)來輸出(chu)音頻(pin)信號。