CN104426506B - 跨越隔离屏障的模拟信号传输 - Google Patents

Abstract

模拟信号通过使用脉宽调制(PWM)信号的边缘调制/解调处理而跨越隔离信道传输。边缘调制器对接收到的脉宽调制信号的上升沿做出响应，产生具有第一预定脉宽的第一脉冲，以及对接收到脉宽调制信号的下降沿做出响应，产生具有第二预定脉宽且与第一脉冲具有相同极性的第二脉冲。在隔离信道的对端，边缘解调电路使用第一脉冲和第二脉冲来重新创建PWM信号。基于第一脉冲和第二脉冲的脉宽，可以区分出PWM信号的上升沿和下降沿。通过使用二阶脉宽调制器，可以产生所述PWM信号。

Description

跨越隔离屏障的模拟信号传输

相关申请的交叉引用

本申请要求享有于2013年8月30日提交的名为“Transport of an Analog SignalAcross An Isolation Barrier”的临时申请61/872,537的权益，其中该申请在这里引入以作为参考。

技术领域

本发明涉及隔离屏障，尤其涉及的是跨越隔离屏障的通信。

背景技术

隔离屏障指的是两个领域之间的电隔离。需要此类隔离的原因是因为该两个领域在正常操作过程中可能存在很大的DC或瞬态电压差。例如，一个领域有可能被“接地”而处于一个电压，该电压相对于大地接地以数百或数千伏转换。执行此类隔离的另一个原因是基于安全性的考虑，尽管在正常操作过程中领域间的预期电压差可能很小。与此相关的一个示例是将电极贴在病人身体之上的生物医学应用；尽管测量设备应该是正确接地的，但是出于安全方面的考虑，还是要求在病人与测量设备的接地之间提供额外的保护层。

隔离屏障通常由具有良好击穿性的电介质层构成。跨越隔离屏障的通信通常是用光学(光隔离器)或电感(变压器)解决方案完成的。此外，电容隔离电路也可用于跨越隔离屏障来传送数字信息。

有很多应用都要求跨越隔离屏障来传送模拟信息。通常，在屏障的一侧总是可以将模拟信号转换成数字信号，并且传送数字信号而不是直接传送模拟信号。然而，使用此类方法将会增大组件成本以及产生由转换所导致的额外的使用功率和信号损伤。

由此，如果能改进跨越隔离屏障的模拟信号传输，那么将是非常理想的。

发明内容

在一个实施例中，提供了一种方法，其包括：接收脉宽调制(PWM)信号，将脉宽调制信号的上升沿转换成具有第一宽度的第一脉冲，将该脉宽调制信号的下降沿转换成具有第二宽度的第二脉冲；以及将第一脉冲和第二脉冲传送跨越通信信道。

在一个实施例中，提供了一种设备，其包括：被耦合成接收脉宽调制(PWM)信号并且提供边缘调制PWM信号的边缘调制电路。该边缘调制电路对接收到的脉宽调制信号的上升沿做出响应，产生具有第一脉宽的第一脉冲。该边缘调制电路对接收到的脉宽调制信号的下降沿做出响应，产生具有第二脉宽的第二脉冲，所述第二脉冲与第一脉冲具有相同的极性。第一脉冲和第二脉冲形成了边缘调制PWM信号。发射器与边缘调制电路耦合，以便跨越通信信道传送包含了第一脉冲和第二脉冲的边缘调制PWM信号。

在一个实施例中，提供了一种设备，其包括：被耦合成接收脉宽调制(PWM)信号的边缘调制电路。该边缘调制电路对接收到的PWM信号的上升沿做出响应，产生具有第一脉宽的相应的第一脉冲，并且该边缘调制电路对接收到的PWM信号的下降沿做出响应，产生具有第二脉宽的相应的第二脉冲，由此，该边缘调制电路产生具有第一边缘和第二边缘的边缘调制信号。电容性隔离信道被耦合成接收具有第一和第二边缘的边缘调制信号。边缘解调电路被耦合成从电容性隔离信道接收边缘调制信号，并且基于第一脉冲和第二脉冲来重新创建PWM信号。

附图说明

通过参考附图，本领域技术人员可以更好地理解本发明，并且可以清楚了解本发明的众多目的、特征和优点。

图1示出了一个脉宽调制系统。

图2示出的是根据本发明一个实施例的包含边缘调制和解调的脉宽调制系统。

图3示出的是与图2的系统相关联的时间图。

图4示出的是根据本发明一个实施例的边缘调制器。

图5示出的是边缘解调器的一个实施例。

图6示出的是与边缘解调器相关联的时间图。

图7示出的是零阶(0th order)脉宽调制实施例。

图8示出的是一阶(1st order)脉宽调制实施例。

图9示出的是二阶(2nd order)脉宽调制实施例。

图10示出的是将第一和第二芯片置于单个封装中的实施例。

图11示出的是通过使用边缘解调器产生的用于PWM的反馈信号来解决边缘调制器造成的损害的实施例。

图12示出的是由二阶PWM通过使用边缘解调器的反馈信号来解决边缘调制器中的损害的实施例。

在不同的附图中使用的相同的参考符号指示了相似或相同的项目。

具体实施方式

在需要低延时(low latency)的应用中，跨越隔离屏障的模拟信号传输是非常有利的。例如，在当前的感测应用中(例如在电动机控制和交换式电源系统中)，延时可能会导致问题的产生。这是因为为了避免损坏功率晶体管，必须非常快地感测到电流尖刺(可能因为短接或磁组件饱和而引起)。在交换式电源供应中，由于延时会直接限制控制环路所能实现的带宽，因此，感测(次级)输出电压并将其报告给控制器(可能处于初级一侧)要求具有很低的延时。如果负载快速变化，那么控制器需要快速做出反应，以便限制由此产生的下降(droop)。

现有的模拟传输解决方案使用了模拟光隔离器。模拟光隔离器一般具有很低的延时，但是其精度相对较差(例如增益误差，偏移误差，失真)。一些光隔离器实施方式具有本地光电检测器以允许创建能够执行某种校正的本地反馈环路。另一种模拟传输解决方案则以模数转换器(ADC)为基础。基于ADC的解决方案通常会在屏障的一侧使用总和增量ADC，由此使用一个跨越屏障传输的时钟或是本地产生的时钟。在屏障的另一侧，总和增量比特流可被转换回模拟信号，或者可以作为数字信号提供给下一个信号处理级。

虽然在总和增量ADC转换中只有少量延迟，但是后续操作(对比特流执行抽取(从高速的单比特流变换到低速的多比特信号)或是比特流的模拟滤波(以便创建模拟输出信号))存在相当大的延时，并且这些延时极大地取决于最终的输出的预期信噪比(SNR)。在具有二阶总和增量ADC的典型系统中，延时约为150μs，抽取的信号带宽仅为10kHz，如果将带宽加倍(将延时减小两倍)，那么将会导致SNR降低15dB。

为了提供低延时的跨越隔离屏障的模拟传输解决方案，本发明的一个实施例使用了脉宽调制(PWM)。图1示出了一个PWM系统100。输入电压V_in在PWM部件101中被调制脉宽。该PWM信号被提供给隔离信道。隔离发射器103通过电容性隔离信道104将该PWM信号传送到隔离接收器105。由于诸如隔离信道之类的非理想数字信道存在脉宽失真和1/f噪声，因此，通过此类非理想数字信道传送PWM信号将会改变信号的转换时间。这些改变有可能会在PWM信号中产生占空比误差，并且该误差会在输出端被递送。这些改变了的转换时间(一旦被PWM解调器执行滤波)所产生的效果与在模拟信道中存在偏移和/或1/f噪声是一样的。图1通过显示在加法器106中与接收到的PWM信号相加的占空比误差以及1/f噪声示出了这种误差源。该PWM信号中存在的这种损害在解调的PWM信号中同样也是存在的。

相应地，本发明的一个实施例使用了将每一个PWM边缘转换成脉冲的边缘调制。所产生的所有脉冲与通过隔离信道传递的脉冲都具有相同的极性。关于边缘调制的后续解调以及PWM解调将会产生一个未被隔离信道脉宽失真或加性低频噪声损害的信号。参考图2，边缘调制器203被插在PWM 201之后。边缘解调器205被插在PWM解调滤波器207之前。边缘调制器供应给发射器204，发射器204则将边缘调制信号跨越隔离屏障传送到接收器206。

图3示出的是与边缘调制器203以及边缘解调器205的操作相关联的时间图。参考图3，边缘调制器203将PWM信号的上升沿301转换成具有第一预选宽度的脉冲303。并且边缘调制器203将PWM信号的下降沿305转换成具有与第一宽度相同的极性但不同宽度的第二预选宽度的脉冲307。在图3显示的实施例中，这些脉冲是正向脉冲，并且第一脉冲比第二脉冲窄。其他实施例可以选择不同的极性以及不同的宽度。与上升和下降沿相关联的不同宽度允许与每一个边缘相关联的脉冲都能在接收侧被区分。如图3所示，在信道输出端接收的脉冲有可能具有脉宽失真，由此导致脉冲变长或变短(由误差309所表示的那样)。边缘解调器205(图2)将接收到的脉冲解调成脉宽解调信号311，所述脉宽解调信号则被提供给脉宽解调滤波器207(图2)。在一个实施例中，根据脉冲具有第一还是第二预选宽度，边缘解调器205会使用反转触发器(toggle flip flop)来将每一个脉冲的起始时间转换成上升沿或下降沿。应该注意的是，为了便于说明，在图3中并未显示电路延迟和信道延迟。

这里描述的关于边缘调制/解调方法的分析显示了与该方法相关联的几个优点。 由于解调处理会产生取决于两个上升沿信道延迟的差值的输出脉冲，因此，静态的脉宽失 真不会对输出信号的平均值产生影响。此外，解调处理可被视为是对信道中引入的延迟误 差的过滤操作，其中：其中D是占空比误差，其幅度响应为对于通过PWM解调滤波器传递的低频来说，这 个幅度响应是很小的。由此可以看出，某些类型的信道损害(固定的占空比误差和变化缓慢 的延迟，例如由闪烁(1/f)噪声所导致的延迟)将被移除或者被大幅衰减。

图4示出的是边缘调制方案的一个实施例的框图。PWM OUT信号202被提供给差分部件401，所述差分部件401同时提供了信号的正常表示403以及输入信号的倒转表示405。延迟部件407(DEL1)联合AND门411、413以及OR门415在上升沿变换上产生一个具有依照延迟DEL1的长度确定的第一预选宽度的正向脉冲。延迟部件409(DEL2)联合AND门411、413以及OR门415在下降沿变换上产生一个具有依照延迟DEL2的长度确定的第二预选宽度的正向脉冲。在这里要注意确保具有这两个宽度的脉冲的起始时间是紧密配合的-处于门延迟的一小部分以内。虽然在图4中显示了一种可能的边缘调制方案，但在本发明的不同实施例中，其他边缘调制方案同样是可以使用的。

边缘调制信号是通过隔离信道传送的。图5和6示出了一个示例性的边缘解调方法。图5示出的是边缘解调器205的一个实施例的电路图，而图6示出的是与图5的电路相关联的时间图。解调从反转触发器501开始，由此产生一个基于每个脉冲的第一个边缘的输出变换。单独实施该处理将会产生正确的输出或者正确的输出的互补输出(取决于初始条件)。触发器的异步置位(S)和复位(R)输入将会迫使该触发器进入正确状态。应该注意的是，除了在初始启动过程之外，在置位或复位输入生效时，该触发器已经处于理想状态。脉冲生成逻辑503产生一个脉冲601，其宽度介于第一预选脉宽603与第二预选脉宽605之间。如果触发器未处于正确状态，那么置位脉冲607将会使该触发器置位，或者复位脉冲609将会使该触发器复位。如果触发器已经处于正确状态，那么这些置位和复位脉冲不会对触发器输出产生影响。

为了对PWM信号实施边缘调制，有必要产生PWM第一信号。图7示出了一个零阶脉冲调制实施方式。比较器701将电压信号V_in 703与三角波705相比较，并且基于该比较来产生一个脉宽调制信号707。通常，信号V_in的频率要远远慢于调制信号V_triangle的频率(例如个或几个数量级)。虽然零阶调制方法原则上是有效的，但在图7的开环系统中，比较器701的延迟的任何信号电平或斜率依赖性都会导致产生未被补偿的损害。此外，三角波生成器还必须接近于完美。PWM增益取决于三角的斜率，而峰值电压和转换速率可以说是很难控制，由此会使三角波生成器成为未被补偿的零阶调制中的损害的来源。

因此，与其使用图7的零阶PWM生成器，另一个实施例使用了如图8所示的一阶PWM生成器。图8的一阶系统包括比较器801，积分器803以及通过反馈电阻器R_f 805的反馈。输入信号V_in 807和时钟信号809与反馈信号在节点811相结合。比较器801的加号输入始终接地，以解决公共模式相关的延迟。与零阶系统的开环相反，一阶系统具有反馈，以便可以校正由于取决于信号高低的比较器延迟或是不同的上升或下降沿延迟所导致的误差来源。比较器输出的平均值代表的是输入信号V_in。在积分器803中会对任何差值进行积分。由此，比较器的输出将被反馈，以便将PWM信号中的误差提供给积分器，从而促使从积分器提供到比较器的电压出现偏移，由此基于该误差来调整PWM信号脉宽。图8的一阶系统的转换增益与时钟占空比以及电阻R_CK 815的电阻值无关。该转换增益(每伏特输入的输出占用比)仅仅取决于与输入电压信号相关联的R_i 817、反馈电压R_f 805以及V_REF。如部件819所示，反馈信号会在V_REF与-V_REF伏特之间切换。同样，部件821显示出输入时钟信号会在V_REF与-V_REF伏特之间切换。虽然一阶系统是对图7的零阶系统的改进，但是一阶系统仍旧是存在缺陷的。其中一个限制因素是R_CK的电导必须大于其他电阻的组合电导由此，电阻R_CK支配热噪声的生成。此外，R_CK同样支配积分器的需求，并扰乱了积分器输入端的虚拟接地，从而导致产生了低电平失真。

图9示出一示例性的二阶脉宽调制系统，其克服了一阶PWM系统存在的限制。图9的二阶系统包括第二积分器901以及比较器903，其在本质上形成了对PWM输出信号905与输入信号V_in807之间的误差进行调制的一阶PWM 904。所述一阶PWM 904包括一个通过Rf2906和积分器901的内反馈环路。该积分器901对输入电阻Ri2、反馈电阻Rf2以及R_CK形成的求和节点进行积分。外反馈环路是通过R_f 908和积分器909形成的。比较器903的输出反映了输入信号V_in的平均值。如果存在精确的匹配，那么通过反馈电阻器Rf 908的电流以及通过输入电阻Ri910的电流应该是匹配的。在电流不匹配的情况下，误差会在积分器909中被积分。在图8的一阶系统中，噪声电流功率与1/R成比例。在图8的一阶系统中，对于R_CK 815的限制导致R_CK成为主要的噪声源。相比之下，在图9的二阶系统中，输入电阻Ri 910与反馈电阻Rf908的主要求和节点911与R_CK 912无关。噪声和失真大多与在第一积分器909之后发生的事情无关。来自电阻器R_CK 912的噪声最终会被外反馈环路消除。这样，第二积分器901可以与阻抗成比例(更高的电阻，更低的电容，以及较低功率的运算放大器)，而不添加噪声、失真或增益误差。在调制信号CLK于-V_REF与V_REF之间切换时，第一积分器909不会被通过电阻R_CK 912的电流阶跃干扰。总体而言，与使用一阶系统获取的信噪比(SNR)以及信号对噪声和失真比(SNDR)相比，这里的信噪比以及信号对噪声和失真比预计将会大幅改善(例如对于SNR来说大约是3倍)。SNDR的改善取决于所使用的放大器的细节。对于第一积分器909的性能方面的给定的技术限制来说，所述改善能够提供更高的线性度和增益精度。

由此，在电流感测应用、例如电动机控制和交换式电源系统中，使用这里描述的实施例进行的模拟信号传输将会非常有用。因此，图9的输入电压V_in 907可以是与感测到的电流相对应的电压。图10示出了处于封装集成电路1000中的PWM系统，其中该集成电路包括具有隔离系统中的发射电路的第一芯片1001以及具有隔离系统中的接收电路的第二芯片1003。在一个实施例中，低噪声放大器(LNA)1005允许放大低电平信号，以及提供所述信号作为V_in。虽然为了便于说明而将其显示成是单端的，但在一个实施例中，LNA 1005是具有很高的开环增益以及与不同应用的输入信号电平相适应的不同增益选项的全差分斩波运算放大器(fully differential chopped operational amplifier)。低信号电平可以代表来自感测电路1007的感测电流或是其他感测参数。虽然这里的使用了LNA 1005，但是其他实施例也可以在没有低噪声放大器的情况下提供感测参数作为V_in。

再次参考图2，边缘调制器203可以引入自己的偏移(并且由于在其供应中自行产生的干扰)，甚至失真。图11和12示出了通过提供简单的边缘解调器1101来解决边缘调制器203的偏移和失真的实施例，其中所述边缘解调器1101接收来自边缘调制器的信号1103。边缘解调器信号1105与输入信号相匹配，但是其现在包含了边缘调制器引入的损害，所述边缘解调器信号被反馈到PWM 1102，而不是直接使用图8和9显示的PWM中的比较器的输出。在反馈环路中部存在损害(偏移以及可能的失真)的情况下，PWM可以将其消除。图12示出的是PWM 1102被实施为二阶PWM 1201的实施例，其中所述二阶PWM 1201被配置成使用边缘解调器信号1105作为反馈信号。应该注意的是，虽然在图12中示出的是将边缘解调器信号1105反馈给二阶PWM电路，但是图11的脉宽调制器1102同样可以作为图8的一阶电路来实施，其中所述一阶电路被修改成使用信号1105而不是比较器801的输出作为反馈信号。

由此，在这里描述了不同的与跨越隔离屏障的模拟信号传输相关的方法。这里阐述的关于本发明的描述是说明性的，其并不对后续权利要求中阐述的发明范围构成限制。在不脱离权利要求阐述的发明范围的情况下，基于这里阐述的说明，针对这里公开的实施例的其他变型和修改都是可能的。

Claims (19)

1.一种用于传输模拟信号的方法，包括：

接收脉宽调制PWM信号；

将所述脉宽调制信号的上升沿转换成具有第一宽度的第一脉冲；

将所述脉宽调制信号的下降沿转换成具有第二宽度的第二脉冲；

将所述第一脉冲和所述第二脉冲传送跨越通信信道；

在与所述通信信道相耦合的接收器上接收包含所述第一脉冲和所述第二脉冲的信号；

在边缘解调器中对所述第一脉冲和所述第二脉冲执行边缘解调，以便重新创建脉宽调制信号；

依照特定的脉冲具有第一宽度还是第二宽度来确定该特定的脉冲是与所述脉宽调制信号的上升沿还是下降沿相对应；以及

如果所述特定的脉冲具有第一宽度，则置位触发器，以及如果所述特定的脉冲具有第二宽度，则复位触发器。

2.如权利要求1所述的方法，其中所述第一脉冲和所述第二脉冲具有相同的极性。

3.如权利要求1所述的方法，还包括：

接收待调制的输入信号以及用于调制所述输入信号的调制信号；以及

在脉宽调制电路中使用所述输入信号和所述调制信号来产生PWM信号。

4.如权利要求3所述的方法，还包括：

将所述第一脉冲和所述第二脉冲提供给第二边缘解调器，并且产生边缘解调信号；以及

将所述边缘解调信号作为反馈信号提供给脉宽调制器电路。

5.如权利要求3所述的方法，还包括：

使用二阶脉宽调制器作为所述脉宽调制器电路来产生PWM信号。

6.如权利要求5所述的方法，其中所述产生PWM信号还包括：

在第一节点上组合与所述脉宽调制信号相对应的第一信号以及与所述输入信号相对应的第二信号，以便产生第一组合信号，以及将所述第一组合信号提供给第一积分器；

在所述第一积分器中积分所述第一组合信号，并且提供来自所述第一积分器的第一积分信号；

组合与时钟信号相对应的第三信号，与所述第一积分信号相对应的第四信号，以及与所述PWM信号相对应的第五信号，以便产生第二组合信号；

在第二积分器中积分所述第二组合信号，并且产生第二积分信号；

将所述第二积分信号提供给比较器；以及

从所述比较器提供所述PWM信号。

7.如权利要求1所述的方法，其中所述通信信道是隔离信道。

8.如权利要求3所述的方法，还包括：

解调脉冲重新创建的脉宽调制信号，并且提供与脉冲输入信号相对应的输出信号。

9.如权利要求3所述的方法，还包括：感测一个电流，以及其中所述输入信号是与感测电流相对应的电压。

10.如权利要求3所述的方法，还包括：从低噪声放大器接收所述输入信号。

11.一种用于传输模拟信号的设备，包括：

被耦合成接收脉宽调制PWM信号并且提供边缘调制PWM信号的边缘调制电路；

该边缘调制电路对接收到的脉宽调制信号的上升沿做出响应，产生具有第一脉宽的第一脉冲，以及对接收到的脉宽调制信号的下降沿做出响应，产生具有第二脉宽且与第一脉冲具有相同极性的第二脉冲，由此生成边缘调制PWM信号；

与边缘调制电路耦合的发射器，以便跨越通信信道传送包含了所述第一脉冲和所述第二脉冲的边缘调制PWM信号；

边缘解调电路，被耦合成接收所述边缘调制PWM信号以及基于所述第一脉冲和所述第二脉冲来重新创建PWM信号；

其中所述边缘解调电路被配置成依照特定脉冲具有第一脉宽还是第二脉宽来确定该特定脉冲是与所述脉宽调制信号的上升沿还是下降沿相对应；以及

其中所述边缘解调电路包括触发器，并且所述边缘解调电路被配置成响应于所述特定脉冲具有第一脉宽而将该触发器置位，以及被配置成在所述特定脉冲具有第二脉宽的情况下将所述触发器复位。

12.如权利要求11所述的设备，还包括：

脉宽调制电路被耦合成接收待调制的输入信号以及用于调制所述输入信号的调制信号；以及被耦合成将所述脉宽调制信号提供给所述边缘调制电路。

13.如权利要求12所述的设备，还包括：

第二边缘解调电路，其与所述边缘调制电路相耦合，并且被配置成提供第二边缘解调信号；以及

其中所述第二边缘解调信号被脉宽调制电路用作反馈信号。

14.如权利要求12所述的设备，其中所述脉宽调制电路是二阶脉宽调制电路。

15.如权利要求14所述的设备，其中所述二阶脉宽调制电路包括：

与第一组合信号相耦合的第一积分器，所述第一组合信号是与所述脉宽调制信号相对应的第一信号以及与所述输入信号相对应的第二信号的组合，所述第一积分器被配置成积分所述第一组合信号，并且提供与所述脉宽调制信号和所述输入信号间的误差相对应的第一积分信号；

与第二组合信号相耦合的第二积分器，所述第二组合信号是与调制信号相对应的第三信号、与所述第一积分信号相对应的第四信号以及与所述PWM信号相对应的第五信号的组合，所述第二积分器被配置成积分所述第二组合信号，以及提供所述第二积分信号；以及

比较器，其具有被耦合成接收所述第二积分信号的负输入以及被耦合至接地的正输入，所述比较器被配置成提供所述脉宽调制信号。

16.如权利要求11所述的设备，其中所述通信信道是电容性隔离信道。

17.如权利要求12所述的设备，还包括：

PWM解调器电路，用于解调所述重新创建的脉宽调制信号，以及提供与所述输入信号相对应的输出信号。

18.如权利要求12所述的设备，还包括：被耦合成提供所述输入信号的低噪声放大器。

19.一种用于传输模拟信号的设备，包括：

脉宽调制电路，用于提供脉宽调制信号；

边缘调制电路，其被耦合成接收脉宽调制信号，并且对接收到的脉宽调制信号的上升沿做出响应，产生相应的具有第一脉宽的第一脉冲，以及对接收到的脉宽调制PWM信号的下降沿做出响应，产生相应的具有第二脉宽的第二脉冲，由此，所述边缘调制电路产生具有第一脉宽和第二脉宽的边缘调制信号，

电容性隔离信道，其被耦合成接收边缘调制信号；

边缘解调电路，其与所述电容性隔离信道耦合以接收所述边缘调制信号，并且基于所述第一脉冲和所述第二脉冲来重新创建脉宽调制信号；

其中所述脉宽调制电路是二阶脉宽调制电路，并且所述二阶脉宽调制电路包括:

与第一组合信号相耦合的第一积分器，所述第一组合信号是与所述脉宽调制信号相对应的第一信号以及与输入信号相对应的第二信号的组合，所述第一积分器被配置成积分所述第一组合信号，并且提供与所述脉宽调制信号和所述输入信号间的误差相对应的第一积分信号；

与第二组合信号相耦合的第二积分器，所述第二组合信号是与调制信号相对应的第三信号、与所述第一积分信号相对应的第四信号以及与所述PWM信号相对应的第五信号的组合，所述第二积分器被配置成积分所述第二组合信号，以及提供所述第二积分信号；以及

比较器，其具有被耦合成接收所述第二积分信号的负输入以及被耦合至接地的正输入，所述比较器被配置成提供所述脉宽调制信号。