一種d類(lèi)音頻放大器以及其脈寬調(diào)制方法
【專(zhuān)利摘要】一種D類(lèi)音頻放大器，包含一數(shù)字邏輯的脈寬調(diào)制PWM模塊、一D類(lèi)放大器功放管、一低通濾波器，其特征在于所述數(shù)字邏輯的脈寬調(diào)制PWM模塊包含依次連接的一主動(dòng)取數(shù)接口模塊、一數(shù)字脈寬調(diào)制模塊、一預(yù)警和監(jiān)控模塊以及一PWM信號(hào)生成模塊；所述的主動(dòng)取數(shù)接口模塊用以主動(dòng)獲取PCM音頻數(shù)據(jù)；所述數(shù)字脈寬調(diào)制模塊包含依次序連接的一插值及濾波模塊、一調(diào)制脈寬計(jì)算模塊、一截除低位及噪聲整形模塊。
【專(zhuān)利說(shuō)明】-種D類(lèi)音頻放大器以及其脈寬調(diào)制方法

【技術(shù)領(lǐng)域】
[0001] 本發(fā)明屬于D類(lèi)音頻放大器的領(lǐng)域，尤其涉及一種應(yīng)用于D類(lèi)音頻放大器的數(shù)字 邏輯脈寬調(diào)制PWM模塊及其脈寬調(diào)制方法。

【背景技術(shù)】
[0002] D類(lèi)音頻放大器自1958年被提出以來(lái)，由于其相比于A、B、AB類(lèi)放大器等所具有 的天然高效率，以及近期手持式設(shè)備的逐步普及，D類(lèi)放大器自然而然得到了更加廣泛的使 用和關(guān)注。且隨著半導(dǎo)體工藝和技術(shù)的進(jìn)步，其一些原本的問(wèn)題也得到了更好的解決。
[0003] D類(lèi)音頻放大器的基本原理，是把音頻信號(hào)與一三角波（Triangle)或者鋸齒波 (SAW-TOOTH)信號(hào)比較，從而調(diào)制為一串脈寬信號(hào)，以此脈寬調(diào)制信號(hào)，開(kāi)關(guān)兩個(gè)互補(bǔ)的 CMOS功放管的柵極，以輸出信號(hào)供給揚(yáng)聲器，并在其中加入低通濾波器以濾去其中的高頻 諧波。
[0004] 所有的D類(lèi)放大器調(diào)制技術(shù)都將音頻信號(hào)的相關(guān)信息編碼到一串脈沖內(nèi)。通常， 脈沖寬度與音頻信號(hào)的幅度相聯(lián)系，脈沖頻譜包括有用的音頻信號(hào)脈沖和無(wú)用的（但無(wú)法 避免）的高頻成分。所謂脈寬調(diào)制技術(shù)（Pulse Width Modulation)也就是把模擬音頻信 號(hào)的幅度調(diào)制成一系列矩形脈沖的寬度。大多數(shù)D類(lèi)放大器的開(kāi)關(guān)頻率（fSW，三角波）通 常在250kHz至1. 5MHz之間，以減小對(duì)于輸出濾波的要求。當(dāng)這個(gè)信號(hào)通過(guò)放大電路放大 之后，將其中的高頻分量濾除，就可以得到需要的音頻信號(hào)。由于這種情況下，晶體管工作 在開(kāi)關(guān)狀態(tài)，而在開(kāi)關(guān)狀態(tài)，晶體管的效率是很高的，且在完全導(dǎo)通的狀態(tài)晶體管上的電流 很大而壓降很小，截止的時(shí)候，流過(guò)晶體管的電流很小，于是功率管本身消耗的功率很小， 理想為0,因而這也就是D類(lèi)放大器可以獲得高效率的原因。與A、B、AB類(lèi)放大器相比，A類(lèi) 放大器失真最小，靜點(diǎn)工作電流最大，效率最低；B類(lèi)放大器失真較大，靜點(diǎn)工作電流最小， 效率較高;AB類(lèi)放大器失真中等，靜點(diǎn)工作電流中等，效率中等；D類(lèi)放大器不是工作點(diǎn)的 不同，而是工作原理完全不同的新型放大器，也有人稱(chēng)之為數(shù)字放大器。
[0005] 雖然如此，許多情況下，D類(lèi)放大器主要構(gòu)成部分還是一個(gè)純模擬電路。主要的困 難在于數(shù)字音頻數(shù)據(jù)，通常最高在44. 1或者48khz，直接處理這些數(shù)據(jù)，無(wú)法得到和相應(yīng) 的三角波或者鋸齒波載波信號(hào)的準(zhǔn)確關(guān)系，即對(duì)應(yīng)于模擬實(shí)現(xiàn)中的信號(hào)與鋸齒波在比較器 的比較中得到的調(diào)制的脈寬長(zhǎng)度。此外，D類(lèi)放大器的失真主要是以下因素引起的：
[0006] 采樣時(shí)的脈寬誤差和量化誤差；
[0007] 驅(qū)動(dòng)管的死區(qū)和延時(shí)；
[0008] 功放管的導(dǎo)通時(shí)間和體二極管恢復(fù)；
[0009] 輸出濾波電感和電容的非線性；
[0010] 通常，D類(lèi)放大器的輸出功率越大，其失真也越大。在數(shù)字邏輯的設(shè)計(jì)部分，可以 對(duì)前兩個(gè)失真的問(wèn)題做一定的控制和處理。關(guān)于"死區(qū)"，是由于功放級(jí)晶體管的不一致，例 如假如上下兩個(gè)晶體管不能同時(shí)一個(gè)導(dǎo)通一個(gè)截止，而是兩個(gè)同時(shí)處于導(dǎo)通狀態(tài)。那就很 容易造成電源的短路。為了避免發(fā)生這種情況，通常采用導(dǎo)通的死區(qū)時(shí)間設(shè)定。也就是在 導(dǎo)通脈沖來(lái)到時(shí)晶體管并不馬上導(dǎo)通，而是有一定的延時(shí)，然后才導(dǎo)通。這段延時(shí)時(shí)間，稱(chēng) 為死區(qū)。采用死區(qū)以后，雖然可以避免上下兩個(gè)管子同時(shí)導(dǎo)通，但是也會(huì)造成信號(hào)的失真。
[0011] 本發(fā)明的提出即是為了克服上述現(xiàn)有技術(shù)中D類(lèi)音頻放大器存在的技術(shù)問(wèn)題，使 得D類(lèi)音頻放大器具備脈寬和量化誤差小等特點(diǎn)，本發(fā)明的核心技術(shù)效果是獲得媲美于模 擬實(shí)現(xiàn)中的自然采樣的效果，并充分利用數(shù)字電路的優(yōu)勢(shì)干預(yù)和控制音頻播放的過(guò)程，獲 得更佳的效果。


【發(fā)明內(nèi)容】

[0012] 本發(fā)明首先揭示了一種D類(lèi)音頻放大器，包含一數(shù)字邏輯的脈寬調(diào)制PWM模塊、一 D類(lèi)放大器功放管、一低通濾波器，其特征在于所述數(shù)字邏輯的脈寬調(diào)制PWM模塊包含依次 連接的一主動(dòng)取數(shù)接口模塊、一數(shù)字脈寬調(diào)制模塊、一預(yù)警和監(jiān)控模塊以及一 PWM信號(hào)生 成模塊；所述的主動(dòng)取數(shù)接口模塊用以主動(dòng)獲取PCM音頻數(shù)據(jù)；所述數(shù)字脈寬調(diào)制模塊包 含依次序連接的一插值及濾波模塊、一調(diào)制脈寬計(jì)算模塊、一截除低位及噪聲整形模塊；其 中：
[0013] 所述的插值及濾波模塊用以對(duì)所述的PCM音頻數(shù)據(jù)以若干插值倍數(shù)L進(jìn)行插值 處理，并同時(shí)對(duì)插值處理后的音頻數(shù)據(jù)進(jìn)行低通濾波后輸出至調(diào)制脈寬計(jì)算模塊；前述對(duì) PCM音頻數(shù)據(jù)進(jìn)行插值處理也稱(chēng)為過(guò)采樣插值，其目的是適應(yīng)開(kāi)關(guān)頻率的要求，較大的開(kāi)關(guān) 頻率使得調(diào)制后的高次諧波分量更便于通過(guò)低通濾波器濾除，較好地還原信號(hào)，提高信號(hào) 質(zhì)量；
[0014] 所述的調(diào)制脈寬計(jì)算模塊用以以鋸齒波作為載波對(duì)插值濾波處理后的音頻數(shù)據(jù) 并通過(guò)偽采樣法進(jìn)行數(shù)字調(diào)制以得出脈沖寬度數(shù)據(jù)，并輸出至截除低位及噪聲整形模塊； 所謂偽采樣法即為通過(guò)多項(xiàng)式插值逼近真實(shí)數(shù)據(jù)曲線，再通過(guò)牛頓迭代計(jì)算"自然采樣 點(diǎn)"，從而求得足夠逼近真實(shí)值的脈寬長(zhǎng)度；
[0015] 所述截除低位及噪聲整形模塊還包含一濾波器，所述截除低位及噪聲整形模塊用 以裁剪經(jīng)數(shù)字調(diào)制后得到的脈沖寬度數(shù)據(jù)的低位，并通過(guò)所述濾波器用以對(duì)低位截除后產(chǎn) 生的噪聲進(jìn)行整形處理后輸出至預(yù)警和監(jiān)控模塊，截除低位后噪聲整形的濾波器的系數(shù)表 也用RAM存儲(chǔ)器來(lái)實(shí)現(xiàn)，以方便靈活地通過(guò)軟件進(jìn)行調(diào)整，其階數(shù)和系數(shù)根據(jù)音頻信號(hào)的 最大頻率與開(kāi)關(guān)頻率的關(guān)系以及對(duì)于噪聲抑制的需求來(lái)確定，需要說(shuō)明的是，截除低位的 原因是實(shí)際電路的工作頻率無(wú)法定時(shí)所需的頻率響應(yīng)精度的脈寬（比如16bit或者24bit 的脈寬值），需要依靠此種方法消除截位后的噪聲問(wèn)題；
[0016] 所述的預(yù)警和監(jiān)控模塊用以對(duì)長(zhǎng)時(shí)間錯(cuò)誤的高電平值進(jìn)行應(yīng)急處理、對(duì)所述功放 管的死區(qū)時(shí)間進(jìn)行控制、對(duì)脈沖寬度數(shù)據(jù)的最大最小值進(jìn)行監(jiān)控以及進(jìn)行強(qiáng)制靜默輸出設(shè) 置，預(yù)警和監(jiān)控模塊根據(jù)一定的條件判斷靜默輸出是一個(gè)重要的控制方式，比如在監(jiān)控到 音頻數(shù)據(jù)在設(shè)定的時(shí)間連續(xù)超過(guò)一個(gè)設(shè)定的閾值，或者在切換工作模式時(shí)強(qiáng)制靜默輸出， 等等，都是有效地減小終端輸出有害噪聲的有力手段，此外，通過(guò)該模塊還可以統(tǒng)計(jì)音頻數(shù) 據(jù)的最大最小值，控制全橋輸出時(shí)的死區(qū)時(shí)間長(zhǎng)短，強(qiáng)制方波輸出等等，對(duì)于最終的輸出都 是一些有力的監(jiān)測(cè)手段；
[0017] PWM信號(hào)生成模塊用以根據(jù)噪聲整形處理后的脈沖寬度數(shù)據(jù)生成一脈寬信號(hào)，該 PWM信號(hào)生成模塊即可如一般模擬實(shí)現(xiàn)方案中的調(diào)制比較器的輸出的脈寬信號(hào)一樣接至后 續(xù)的MOSFET功放管電路上，構(gòu)成一般的D類(lèi)的音頻放大器，接至全橋或者半橋功率對(duì)管上 皆可。
[0018] 進(jìn)一步地，根據(jù)上述的D類(lèi)音頻放大器，前述的插值及濾波模塊為一多相位結(jié)構(gòu) 的線性低通紋波有限沖激響應(yīng)濾波器，插值倍數(shù)L為8,其系數(shù)表以RAM存儲(chǔ)器保存，方便更 加靈活地調(diào)整效果。而該濾波器的窗口長(zhǎng)度（TAP)可根據(jù)通帶、止帶及對(duì)應(yīng)的滿足應(yīng)用需 求的紋波抑制率等參數(shù)來(lái)確定。
[0019] 進(jìn)一步地，所述濾波器的通帶頻率Fpass為19Khz，阻帶頻率Fstop為23Khz，最小 通帶衰減為Apass為0. OOldB，最小阻帶衰減為Astop為100dB (16位精度），采樣頻率為Fs =352. 8Khz。
[0020] 進(jìn)一步地，所述的鍋齒波可采用后鍋齒波。
[0021] 本發(fā)明所揭示的D類(lèi)音頻放大器通過(guò)三個(gè)不可缺少、互相關(guān)聯(lián)的數(shù)學(xué)處理模 ±夬一一插值、脈寬長(zhǎng)度計(jì)算和截除低位后噪聲整形，求得調(diào)制后的數(shù)字脈寬信號(hào)，并降低失 真，較大幅度地抑制噪聲。過(guò)采樣插值的目的是適應(yīng)開(kāi)關(guān)頻率的要求，較大的開(kāi)關(guān)頻率使得 調(diào)制后的高次諧波分量更便于通過(guò)低通濾波器濾除，較好地還原信號(hào)，提高信號(hào)質(zhì)量；通過(guò) 多項(xiàng)式插值逼近真實(shí)數(shù)據(jù)曲線，再通過(guò)牛頓迭代計(jì)算"自然采樣點(diǎn)"，從而求得足夠逼近真 實(shí)值的脈寬長(zhǎng)度；最后再以噪聲整形邏輯對(duì)脈寬長(zhǎng)度值進(jìn)行截位濾波，從而在可實(shí)現(xiàn)的頻 率范圍內(nèi)定時(shí)輸出數(shù)字脈寬長(zhǎng)度，三個(gè)環(huán)節(jié)密切關(guān)聯(lián)在一起，在數(shù)學(xué)理論分析的基礎(chǔ)上，使 得高次諧波抑制在足夠低的水平，而音頻信號(hào)得到優(yōu)良的恢復(fù)。
[0022] 此外，本發(fā)明還揭示了一種D類(lèi)音頻放大器的脈寬調(diào)制方法，依據(jù)上述揭示D類(lèi)音 頻放大器來(lái)實(shí)現(xiàn)脈寬調(diào)制，具體為：
[0023] 步驟一：主動(dòng)獲取PCM音頻數(shù)據(jù)；
[0024] 步驟二：對(duì)所述的PCM音頻數(shù)據(jù)以若干插值倍數(shù)L進(jìn)行插值處理，并同時(shí)對(duì)插值處 理后的音頻數(shù)據(jù)進(jìn)行低通濾波；
[0025] 步驟三：以鋸齒波作為載波對(duì)插值濾波處理后的音頻數(shù)據(jù)以偽自然采樣法進(jìn)行數(shù) 字調(diào)制以得出脈沖寬度數(shù)據(jù)；
[0026] 步驟四：對(duì)所述的脈沖寬度數(shù)據(jù)進(jìn)行噪聲整形處理，裁剪經(jīng)步驟三數(shù)字調(diào)制后得 到的脈沖寬度數(shù)據(jù)的低位，并通過(guò)一濾波器用以對(duì)低位截除后產(chǎn)生的噪聲進(jìn)行整形；
[0027] 步驟五：對(duì)經(jīng)過(guò)步驟四處理的脈沖寬度數(shù)據(jù)進(jìn)行經(jīng)過(guò)所述的PWM信號(hào)生成模塊生 成一脈寬信號(hào)。
[0028] 進(jìn)一步地，可取所述插值倍數(shù)為8。
[0029] 進(jìn)一步地，步驟二中所述的低通濾波參數(shù)為：通帶頻率Fpass為19Khz，阻帶頻率 Fstop為23Khz，最小通帶衰減為Apass為0· OOldB，最小阻帶衰減為Astop為100dB(16位 精度），采樣頻率為Fs = 352. 8Khz。
[0030] 進(jìn)一步地,所述的鍋齒波為后鍋齒波。

【專(zhuān)利附圖】

【附圖說(shuō)明】
[0031] 圖1是采用數(shù)字邏輯的脈寬調(diào)制的D類(lèi)音頻放大器的結(jié)構(gòu)
[0032] 圖2是數(shù)字邏輯的脈寬調(diào)制設(shè)計(jì)的基本結(jié)構(gòu)框圖
[0033] 圖3是插值及濾波模塊的基本結(jié)構(gòu)框圖
[0034] 圖4是脈寬計(jì)算模塊的基本結(jié)構(gòu)框圖
[0035] 圖5是噪聲整形邏輯的基本結(jié)構(gòu)框圖
[0036] 圖6是數(shù)字線性低通紋波有限沖激響應(yīng)濾波器的歸一化幅度響應(yīng)指標(biāo)
[0037] 圖7是自然采樣和均勻采樣的對(duì)比
[0038] 圖8是截位和噪聲整形的功能圖

【具體實(shí)施方式】
[0039] 本發(fā)明的一個(gè)實(shí)施例為：
[0040] 如圖1所示的D類(lèi)音頻放大器，數(shù)字邏輯的脈寬調(diào)制PWM模塊在音頻放大器中所 處的位置，即從數(shù)字信號(hào)源或存儲(chǔ)區(qū)獲取PCM音頻數(shù)字?jǐn)?shù)據(jù)，并處理獲得到脈寬調(diào)制信號(hào) 輸出給功放管電路，以驅(qū)動(dòng)音頻播放。
[0041] 圖2說(shuō)明了數(shù)字邏輯的脈寬調(diào)制PWM模塊的結(jié)構(gòu)，包括一取數(shù)接口、一插值及濾波 模塊、一調(diào)制脈寬計(jì)算模塊、一截除低位及噪聲整形模塊、一預(yù)警及監(jiān)控模塊和一 PWM信號(hào) 生成模塊。
[0042] 取數(shù)接口可為AMBA芯片架構(gòu)標(biāo)準(zhǔn)中的APB從接口，可通過(guò)CPU或者DMA主模塊向 該從接口傳輸音頻數(shù)據(jù)，該數(shù)據(jù)接口內(nèi)部存在由FIFO構(gòu)成的緩沖器，以利于后續(xù)模塊控制 音頻數(shù)據(jù)的采樣率。
[0043] 插值及濾波模塊接于取數(shù)接口之后，進(jìn)行第一階段的8倍（8x)插值處理，即將把 信號(hào)的樣點(diǎn)值，通過(guò)插值擴(kuò)充為8倍數(shù)量，插值處理的同時(shí)，進(jìn)行插值數(shù)據(jù)的濾波，以降低 音頻信號(hào)的失真，抑制高次諧波分量的影響；
[0044] 接于插值及濾波模塊后面的是調(diào)制脈寬計(jì)算模塊，將根據(jù)8x插值的結(jié)果進(jìn)行鋸 齒波的調(diào)制，采用偽自然采樣法調(diào)制的過(guò)程將根據(jù)一定數(shù)量的樣點(diǎn)對(duì)信號(hào)曲線的函數(shù)進(jìn)行 逼近，再根據(jù)結(jié)果求取信號(hào)曲線與鋸齒波載波的交叉點(diǎn)，得到滿足精度要求的脈寬長(zhǎng)度的 數(shù)字表示；
[0045] 由于8x插值采樣之后，調(diào)制采樣率Fs變成了 8倍的音頻采樣率，按音頻采樣率最 大為44. lKhz，則Fs = 352. 8Khz，由于每個(gè)調(diào)制采樣率的單位周期內(nèi)，都將相應(yīng)地調(diào)制一個(gè) 脈沖，再加之脈寬長(zhǎng)度的表示值要達(dá)到一定的精度，依本例要達(dá)到16位的精度的話，則需 要的定時(shí)計(jì)數(shù)的時(shí)鐘的頻率將高達(dá)23Ghz，對(duì)于實(shí)際的電路，這個(gè)需求是不可能達(dá)到的，因 而在前述脈寬計(jì)算模塊得到脈寬長(zhǎng)度表示值后，需要對(duì)該長(zhǎng)度做截取低位的操作，并須對(duì) 該截取的低位做濾波處理，并反饋至輸入以補(bǔ)償截除低位造成的影響，這就是所謂的"噪聲 整形"。
[0046] 采用如上所述的三個(gè)步驟之后，將求得滿足16位精度的數(shù)字表示的脈寬長(zhǎng)度，最 終結(jié)果由8位數(shù)據(jù)表示。
[0047] 預(yù)警與監(jiān)控模塊處理的數(shù)據(jù)即為上述脈寬調(diào)制的數(shù)字邏輯輸出的8位數(shù)據(jù)，由 于脈寬調(diào)制的信號(hào)將轉(zhuǎn)換為一個(gè)個(gè)的脈沖驅(qū)動(dòng)功放管，消耗實(shí)在的功率，如果數(shù)據(jù)發(fā)生了 錯(cuò)誤，不僅是可能對(duì)音頻播放造成問(wèn)題，還有可能因長(zhǎng)時(shí)期過(guò)高的功率輸出損壞功放電路。 因而可以在寄存器設(shè)定中設(shè)置"最大脈寬閾值"、"最大脈寬閾值越界連續(xù)次數(shù)"，或者設(shè)定 一個(gè)"時(shí)間窗口"來(lái)計(jì)量在如此長(zhǎng)度的時(shí)間窗口的"高電平輸出占空比"，來(lái)監(jiān)測(cè)危險(xiǎn)的高電 平、高功率輸出。此外，還有只讀寄存器"最大有效輸出脈寬"、"最小有效輸出脈寬"及"平 均有效輸出脈寬"，可以觀察輸出的調(diào)制脈寬的區(qū)間。并提供清除功能，方便軟件選取需要 的時(shí)間段進(jìn)行該項(xiàng)統(tǒng)計(jì)。提供"強(qiáng)制脈寬輸出值"設(shè)置，以方便測(cè)試及靜默控制，以及配合 模式切換。當(dāng)驅(qū)動(dòng)全橋功放管電路時(shí)，還需要"死區(qū)時(shí)間設(shè)定"，死區(qū)時(shí)間當(dāng)然是越小造成的 失真越小，但是要在功放晶體管允許的范圍方可，因而增加該設(shè)定，提高了電路的靈活性。
[0048] 最后，調(diào)制脈寬長(zhǎng)度值被送至PWM信號(hào)生成模塊，由該模塊轉(zhuǎn)換為最終的PWM信 號(hào)。必須一提的是，該模塊的計(jì)數(shù)定時(shí)時(shí)鐘的頻率應(yīng)為352. 8KhzX256 (相應(yīng)于8位表示） =90. 3Mhz〇
[0049] 接下來(lái)主要說(shuō)明數(shù)字脈寬調(diào)制的三個(gè)環(huán)節(jié)的實(shí)現(xiàn)：
[0050] ( -）插值及濾波
[0051] 下面來(lái)說(shuō)明插值及濾波模塊中的數(shù)字線性低通紋波有限沖激響應(yīng)濾波器 (low-pass equiripple FIR)是如何設(shè)計(jì)的。如圖6所示，圖中列出了確定該濾波器所必需 的一些參數(shù)。根據(jù)實(shí)際需求，確定一組參數(shù)如下：
[0052] 通帶頻率 Fpass = l9Khz ;
[0053] 阻帶頻率 Fstop = 23Khz ;
[0054] 最小通帶衰減為Apass = 0· OOldB ;
[0055] 最小阻帶衰減為Astop = 100dB(16位精度）；
[0056] 采樣頻率為 Fs = 352. 8Khz。
[0057] 那么，估計(jì)濾波器傳輸函數(shù)的階數(shù)可根據(jù)下列公式來(lái)估算，一是凱澤（Kaiser)公 式：
[0058]

【權(quán)利要求】
1. 一種D類(lèi)音頻放大器，包含一數(shù)字邏輯的脈寬調(diào)制PWM模塊、一 D類(lèi)放大器功放管、 一低通濾波器，其特征在于所述數(shù)字邏輯的脈寬調(diào)制PWM模塊包含依次連接的一主動(dòng)取數(shù) 接口模塊、一數(shù)字脈寬調(diào)制模塊、一預(yù)警和監(jiān)控模塊以及一 PWM信號(hào)生成模塊； 所述的主動(dòng)取數(shù)接口模塊用以主動(dòng)獲取PCM音頻數(shù)據(jù)； 所述數(shù)字脈寬調(diào)制模塊包含依次序連接的一插值及濾波模塊、一調(diào)制脈寬計(jì)算模塊、 一截除低位及噪聲整形模塊； 其中： 所述的插值及濾波模塊用以對(duì)所述的PCM音頻數(shù)據(jù)以若干插值倍數(shù)L進(jìn)行插值處理， 并同時(shí)對(duì)插值處理后的音頻數(shù)據(jù)進(jìn)行低通濾波后輸出至調(diào)制脈寬計(jì)算模塊； 所述的調(diào)制脈寬計(jì)算模塊用以以鋸齒波作為載波對(duì)插值濾波處理后的音頻數(shù)據(jù)以偽 采樣法進(jìn)行數(shù)字調(diào)制以得出脈沖寬度數(shù)據(jù)，并輸出至截除低位及噪聲整形模塊； 所述截除低位及噪聲整形模塊還包含一濾波器，所述截除低位及噪聲整形模塊用以裁 剪經(jīng)數(shù)字調(diào)制后得到的脈沖寬度數(shù)據(jù)的低位，并通過(guò)所述濾波器用以對(duì)低位截除后產(chǎn)生的 噪聲進(jìn)行整形處理后輸出至預(yù)警和監(jiān)控模塊； 所述的預(yù)警和監(jiān)控模塊用以對(duì)長(zhǎng)時(shí)間錯(cuò)誤的高電平值進(jìn)行應(yīng)急處理、對(duì)所述功放管的 死區(qū)時(shí)間進(jìn)行控制、對(duì)脈沖寬度數(shù)據(jù)的最大最小值進(jìn)行監(jiān)控以及進(jìn)行強(qiáng)制靜默輸出設(shè)置； PWM信號(hào)生成模塊用以根據(jù)噪聲整形處理后的脈沖寬度數(shù)據(jù)生成一脈寬信號(hào)。
2. 根據(jù)權(quán)利要求1所述的D類(lèi)音頻放大器，其特征在于所述的插值及濾波模塊為一多 相位結(jié)構(gòu)的線性低通紋波有限沖激響應(yīng)濾波器，所述的插值倍數(shù)L為8。
3. 根據(jù)權(quán)利要求2所述的D類(lèi)音頻放大器，其特征在于所述濾波器的通帶頻率Fpass 為19Khz，阻帶頻率Fstop為23Khz，最小通帶衰減為Apass為0. OOldB，最小阻帶衰減為 Astop為100dB(16位精度），采樣頻率為Fs = 352. 8Khz。
4. 根據(jù)權(quán)利要求1所述的D類(lèi)音頻放大器，其特征在于所述的鋸齒波為后鋸齒波。
5. -種D類(lèi)音頻放大器的脈寬調(diào)制方法，其特征在于依據(jù)權(quán)利要求1所述的D類(lèi)音頻 放大器實(shí)現(xiàn)脈寬調(diào)制，具體為： 步驟一：主動(dòng)獲取PCM音頻數(shù)據(jù)； 步驟二：對(duì)所述的PCM音頻數(shù)據(jù)以若干插值倍數(shù)L進(jìn)行插值處理，并同時(shí)對(duì)插值處理后 的音頻數(shù)據(jù)進(jìn)行低通濾波； 步驟三：以鋸齒波作為載波對(duì)插值濾波處理后的音頻數(shù)據(jù)以偽采樣法進(jìn)行數(shù)字調(diào)制以 得出脈沖寬度數(shù)據(jù)； 步驟四：對(duì)所述的脈沖寬度數(shù)據(jù)進(jìn)行噪聲整形處理，裁剪經(jīng)步驟三數(shù)字調(diào)制后得到的 脈沖寬度數(shù)據(jù)的低位，并通過(guò)一濾波器用以對(duì)低位截除后產(chǎn)生的噪聲進(jìn)行整形； 步驟五：對(duì)經(jīng)過(guò)步驟四處理的脈沖寬度數(shù)據(jù)進(jìn)行經(jīng)過(guò)所述的PWM信號(hào)生成模塊生成一 脈寬信號(hào)。
6. 根據(jù)權(quán)利要求5所述的脈寬調(diào)制方法，其特征在于所述的插值倍數(shù)為8。
7. 根據(jù)權(quán)利要求6所述的脈寬調(diào)制方法，其特征在于步驟二所述的低通濾波參數(shù)為： 通帶頻率Fpass為19Khz，阻帶頻率Fstop為23Khz，最小通帶衰減為Apass為0. OOldB，最 小阻帶衰減為Astop為100dB(16位精度），采樣頻率為Fs = 352. 8Khz。
8. 根據(jù)權(quán)利要求5所述的脈寬調(diào)制方法，其特征在于所述的鋸齒波為后鋸齒波。
【文檔編號(hào)】H03K7/08GK104104344SQ201410330486
【公開(kāi)日】2014年10月15日 申請(qǐng)日期:2014年7月11日 優(yōu)先權(quán)日:2014年7月11日
【發(fā)明者】李鵬, 黃強(qiáng), 吳斯奇 申請(qǐng)人:瑞智半導(dǎo)體（上海）有限公司