VERWEIS AUF VERWANDTE ANMELDUNG(EN)REFERENCE TO RELATED APPLICATION (S)
Die
vorliegende Anmeldung ist eine nicht-vorläufige Patentanmeldung und beansprucht Priorität aus der
vorläufigen
US Patentanmeldung, Seriennummer 61/072,563, eingereicht am 1. April 2008
unter dem Titel ”COMMON
MODE CARRIER SUPPRESSION UND SPECTRAL SHAPING IN CLASS D AMPLIFIERS”, deren
Inhalt in seiner Gesamtheit hierin zum Zwecke der Bezugnahme zitiert wird.The
The present application is a non-provisional patent application and claims priority from the
preliminary
U.S. Patent Application Serial No. 61 / 072,563 filed April 1, 2008
under the title "COMMON
MODE CARRIER SUPPRESSION AND SPECTRAL SHAPING IN CLASS D AMPLIFIERS ", whose
Content in its entirety is hereby incorporated by reference.
GEBIET DER OFFENBARUNGAREA OF REVELATION
Diese
Offenbarung betrifft im Allgemeinen ein System und Verfahren zum
Formen eines Gleichtaktspektrums in Impulsbreiten modifizierten (”pulse-width
modulated” – PWM) Verstärkern.These
The disclosure generally relates to a system and method for
Modified forms of a common-mode spectrum in pulse widths ("pulse-width
modulated "- PWM) amplifiers.
HINTERGRUND DER OFFENBARUNGBACKGROUND OF THE REVELATION
Üblicherweise
haben Audio-Verstärker
der Klasse D den Vorteil einer hohen Leistungseffizienz, aber solche
Verstärker
können
auch einen Nachteil hinsichtlich einer elektromagnetischen Interferenz (EMI)
haben, die mit nahem Funkempfängern
interferieren kann, Ausstrahlungsgrenzwerte der Federal Communication
Commission (FCC) verletzen oder jede Kombination davon aufweisen.
Audio-Verstärker der
Klasse D schalten häufig
bei einer Frame-Rate von einigen hundert kHz hin und her und Gleichtaktenergie
bei einer Trägerfrequenz
und deren zugehörigen
Harmonischen kann direkt in das Amplituden-modulierte (AM) Funkfrequenzband
fallen und mit nahen AM-Empfängern
interferieren.Usually
have audio amplifiers
class D has the advantage of high power efficiency, but such
amplifier
can
also a disadvantage with regard to electromagnetic interference (EMI)
have that with close radio receivers
may interfere with broadcasting limits of Federal Communication
Commission (FCC) or any combination thereof.
Audio Amplifier the
Class D switch frequently
at a frame rate of a few hundred kHz back and forth and common mode energy
at a carrier frequency
and their associated
Harmonic can jump directly into the amplitude-modulated (AM) radio frequency band
fall and with near AM receivers
interfere.
1 zeigt
eine Grafik 100 einer ”BD-Modulation”, die von
vielen Verstärkern
der Klasse D verwendet wird. Die Klasse BD-D-Modulation variiert
Impulsbreiten von zwei Impulswellen, die zeitlich ausgerichtet sind
und häufig
nominal innerhalb des Impulsbreiten-modulierten (PWM) Frames zentriert sind,
der eine Frame-Breite (T) hat. Für
positive Eingangssignale wird das Impulsbreiten-PWM-B-Signal 102.
das die hohe Seite des überbrückten Ausgangs ansteuert
(für gewöhnlich als
P- oder B-Impuls bezeichnet) erhöht
(wie zum Beispiel um Delta (Δ)), während die
Impulsbreite des PWM-D-Signals 104, das die niedere Seite
des überbrückten Ausgangs ansteuert
(für gewöhnlich als
N- oder D-Impuls bezeichnet) gesenkt wird (wie zum Beispiel um Delta (Δ)). Für negative
PWM-Eingangssignale wird eine Breite des PWM-D (oder N-)Signals 104 erhöht, während die
Breite des PWM-B- (oder D-)Signals 102 verringert wird,
was zu zwei gleichen, aber negativen Differenzialimpulsen führt. Anders
gesagt, dies ist eine effiziente Anordnung, da keine Differenzialenergie
verschwendet wird. 1 shows a graphic 100 a "BD modulation" used by many Class D amplifiers. The class BD-D modulation varies pulse widths of two pulse waves which are time aligned and often nominally centered within the pulse width modulated (PWM) frame having a frame width (T). For positive input signals, the pulse width PWM B signal becomes 102 , which drives the high side of the bridged output (commonly referred to as P or B pulse) increases (such as by delta (Δ)) while the pulse width of the PWM-D signal 104 which drives the low side of the bridged output (usually called the N or D pulse) (such as by delta (Δ)). For negative PWM input signals, a width of the PWM-D (or N-) signal will be used 104 increases while the width of the PWM-B (or D) signal 102 is reduced, resulting in two equal but negative differential pulses. In other words, this is an efficient arrangement because no differential energy is wasted.
In
diesem Beispiel enthält
ein Differenzialmodussignal 106 Impulse, die nominal bei ±T/4 zentriert
sind, wobei T die Breite des PWM-Frames ist und die Referenzzeitposition
T = 0 die Mitte des Frames darstellt. Das Differenzialmodussignal 106 wird über die
Last (wie ein Filter in Kaskade mit einem Lautsprecher) angelegt.
Die Trägerfrequenz
des Differenzialmodussignals 106 liegt beim Zweifachen
der PWM-Frame-Rate. Das Gleichtaktsignal 108 hat jedoch
eine Spitzenenergie, die nominal bei der PWM-Frame-Rate zentriert ist.
Die Trägerenergie des
Gleichtaktsignals 108 kann mit nahen Schaltkreisen oder
Funkempfängern
interferieren.In this example contains a differential mode signal 106 Pulses nominally centered at ± T / 4, where T is the width of the PWM frame and the reference time position T = 0 represents the center of the frame. The differential mode signal 106 is applied across the load (like a filter in cascade with a speaker). The carrier frequency of the differential mode signal 106 is twice the PWM frame rate. The common-mode signal 108 however, has a peak power that is nominally centered at the PWM frame rate. The carrier energy of the common-mode signal 108 may interfere with nearby circuits or radio receivers.
2 zeigt
eine Grafik eines resultierenden Differenzialmodus-Leistungsspektrums 200 beim Ausgang
einer zugehörigen
H-Brückenschaltung. Wie
dargestellt, zeigt die Grafik 200 die Differenzialmoduskomponente
bei der zweifachen Frame-Rate in der Frequenzdomäne, wobei die Frame-Rate 960 kHz
ist. 2 shows a graph of a resulting differential mode power spectrum 200 at the output of an associated H-bridge circuit. As shown, the graphic shows 200 the differential mode component at twice the frame rate in the frequency domain, where the frame rate is 960 kHz.
3 zeigt
eine Grafik eines resultierenden Gleichtakt-Leistungsspektrums 300 beim
Ausgang einer zugehörigen
H-Brückenschaltung,
die eine Gleichtaktkomponente bei der Frame-Rate von 960 kHz zeigt.
Die starke Gleichtaktkomponente, die bei der PWM-Frame-Rate erzeugt
wird, wie durch das Gleichtakt-Leistungsspektrum 300 dargestellt,
kann mit nahen Funkempfängern
interferieren. Angesichts der Tatsache, dass praktische Schaltfrequenzen
für Audioanwendungen
von etwa 200 kHz bis 1000 kHz reichen, und dass das AM-Band von
520 kHz bis 1710 kHz reicht, besteht ein Problem mit einer Störstrahlung
des Gleichtaktträgers
und seiner zugehörigen
Harmonischen, die mit dem Empfang eines AM-Empfängers sehr nahe oder innerhalb
desselben Systems interferiert. Daher ist es wünschenswert, den Gleichtaktträger eines
doppelseitigen, symmetrischen, modulierten Signals der Klasse BD
zu unterdrücken,
mit geringem oder ohne Kompromiss in der Differenzialmodusleistung.
Die in der Folge beschriebenen Ausführungsformen bieten Lösungen für diese und
andere Probleme und bieten zahlreiche Vorteile gegenüber dem
Stand der Technik. 3 shows a graph of a resulting common mode power spectrum 300 at the output of an associated H-bridge circuit showing a common mode component at the frame rate of 960kHz. The strong common mode component generated at the PWM frame rate, such as the common mode power spectrum 300 shown, may interfere with nearby radio receivers. In view of the fact that practical switching frequencies for audio applications range from about 200 kHz to 1000 kHz, and that the AM band ranges from 520 kHz to 1710 kHz, there is a problem with stray radiation of the common mode carrier and its associated harmonics associated with the reception of a AM receiver very near or within the same system. Therefore, it is desirable to suppress the common mode carrier of a double-sided, balanced, modulated class BD signal, with little or no compromise in differential mode performance. The embodiments described below provide solutions to these and other problems and offer many advantages over the prior art.
KURZDARSTELLUNGSUMMARY
In
einer besonderen Ausführungsform
ist eine Schaltungsvorrichtung offenbart, die einen Datengenerator
enthält,
um eine Zufallsimpulsfolge mit einer besonderen Spektralform auszugeben.
Die Schaltungsvorrichtung enthält
des Weiteren eine Impulsflanken-Steuerschaltung, um einen Trägerunterdrückungsvorgang
selektiv bei mindestens einem Impulsbreiten-modulierten (PWM-)Signal
als Reaktion auf die Zufallsimpulsfolge anzulegen, um mindestens ein
moduliertes PWM-Ausgangssignal zu erzeugen. Die Spektralenergie,
die mit einem PWM-Träger
des modulierten PWM-Ausgangssignals bei einer Trägerfrequenz und deren zugehörigen Harmonischen
verbunden ist, wird derart geändert,
dass das modulierte PWM-Ausgangssignal eine Spektralform aufweist, die
durch die besondere Spektralform definiert ist. In einer besonderen
Ausführungsform
enthält
der Trägerunterdrückungsvorgang
einen Phasenverschiebungsvorgang, der zum selektiven Verschieben
des mindestens einen PWM-Eingangssignals um plus oder minus ein
Viertel eines PWM-Frames relativ zu der Frame-Mitte in Übereinstimmung
mit der Zufallsimpulsfolge angewendet wird. In einer anderen besonderen
Ausführungsform
umfasst der Trägerunterdrückungsvorgang
einen Zerhackungsvorgang, der selektiv zum Zerhacken oder Nicht-Zerhacken
des mindestens einen PWM-Eingangssignals mit seinem Tastverhältnis-Komplement-PWM-Signal
in Übereinstimmung
mit der Zufallsimpulsfolge angewendet wird.In a particular embodiment, a circuit device is disclosed which includes a data generator to output a random pulse train having a particular spectral shape. The circuit device further includes a pulse edge control circuit for selectively applying a carrier suppression operation to at least one pulse width modulated (PWM) signal in response to the random pulse train to produce at least one modulated PWM output signal. The spectral energy associated with a PWM carrier of the modulated PWM output signal at a carrier frequency and their associated harmonics, is changed such that the modulated PWM output signal has a spectral shape defined by the particular spectral shape. In a particular embodiment, the carrier suppression process includes a phase shift operation that is used to selectively shift the at least one PWM input signal by plus or minus one quarter of a PWM frame relative to the frame center in accordance with the random pulse train. In another particular embodiment, the carrier suppression process includes a chopping operation that is selectively applied to chopping or not chopping the at least one PWM input signal with its duty cycle complement PWM signal in accordance with the random pulse train.
In
einer anderen, besonderen Ausführungsform
ist ein Verfahren offenbart, das den Empfang mindestens eines Impulsbreiten-modulierten
(PWM) Eingangssignals von einer PWM-Quelle und den Empfang einer
Zufallsimpulsfolge mit einer besonderen Spektralform von einem Datengenerator
enthält. Das
Verfahren enthält
des Weiteren das Anwenden eines Trägerunterdrückungsvorganges für eine selektive
Phasenverschiebung oder ein selektives Zerhacken des empfangenen,
mindestens einen PWM-Eingangssignals in Übereinstimmung mit Werten der
Zufallsimpulsfolge, um mindestens ein moduliertes PWM-Ausgangssignal
mit einer gewünschten Spektralform
zu erzeugen, die durch die Zufallsimpulsfolge definiert ist.In
another, special embodiment
For example, there is disclosed a method that modulates the reception of at least one pulse width modulated
(PWM) input signal from a PWM source and the receipt of a
Random pulse sequence with a special spectral form from a data generator
contains. The
Procedure contains
further, applying a carrier suppression process to a selective one
Phase shift or selective chopping of the received,
at least one PWM input signal in accordance with values of
Random pulse train to at least one modulated PWM output signal
with a desired spectral shape
to generate, which is defined by the random pulse train.
KURZE BESCHREIBUNG DER ZEICHNUNGENBRIEF DESCRIPTION OF THE DRAWINGS
1 ist
eine Grafik einer besonderen repräsentativen Ausführungsform
eines herkömmlichen BD-D-PWM-Signals,
wobei Impulsbreiten von zwei Impulswellen variiert sind, wobei die
Impulswellen zeitlich ausgerichtet und häufig innerhalb eines Impulsbreiten-modulierten
(PWM-)Frames moduliert sind; 1 FIG. 12 is a diagram of a particular representative embodiment of a conventional BD-D PWM signal wherein pulse widths of two pulse waves are varied, the pulse waves being time aligned and often modulated within a pulse width modulated (PWM) frame;
2 ist
eine Grafik eines Differenzialmodus-(DM-)Leistungsspektrums der in 1 dargestellten
PWM-Signale mit
einem zeitlich variierenden Delta (Δ) und einer Frame-Rate von 960
kHz; 2 FIG. 12 is a graph of a differential mode (DM) power spectrum of FIG 1 illustrated PWM signals having a time-varying delta (Δ) and a frame rate of 960 kHz;
3 ist
eine Grafik eines Gleichtakt-(CM-)Leistungsspektrums der in 1 dargestellten
PWM-Signale mit einem zeitlich variierenden Delta (Δ) und einer
Frame-Rate von 960
kHz; 3 FIG. 12 is a graph of a common mode (CM) power spectrum of FIG 1 illustrated PWM signals having a time-varying delta (Δ) and a frame rate of 960 kHz;
4 ist
ein Zeitablaufdiagramm einer besonderen veranschaulichenden Ausführungsform
eines Zerhackungs-/Nicht-Zerhackungs-Trägerunterdrückungsvorganges,
der selektiv zur Unterdrückung einer
Trägerleistung
eines modulierten PWM-Ausgangssignals und zum Ausbreiten von Trägerenergie auf
andere Frequenzen als die Trägerfrequenz
und deren zugehörige
Harmonische innerhalb eines PWM-Ausgangsspektrums angewendet werden kann; 4 FIG. 10 is a timing diagram of a particular illustrative embodiment of a chopping / non-chopping carrier suppression process that is selectively applied for suppression of carrier power of a modulated PWM output and for propagating carrier energy to frequencies other than the carrier frequency and their associated harmonics within a PWM output spectrum can;
5 ist
eine Grafik einer besonderen veranschaulichenden Ausführungsform
eines Zeitablaufdiagramms, das das Grundkonzept für eine Viertel-Frame-Phasenverschiebung
eines einzelnen PWM-Signals zur Unterdrückung eines Trägers bei der
Frame-Rate zeigt; 5 Fig. 12 is a diagram of a particular illustrative embodiment timing diagram showing the basic concept for a quarter-frame phase shift of a single PWM signal to reject a carrier at the frame rate;
6 ist
eine Grafik einer besonderen veranschaulichenden Ausführungsform
einer Spektralform einer geformten Zufallsimpulsfolge, die zum Formen
eines Leistungsspektrums mindestens eines PWM-Signals verwendet
werden kann, um mindestens ein moduliertes PWM-Signal mit einer
gewünschten
Spektralform zu erzeugen; 6 FIG. 12 is a graph of a particular illustrative embodiment of a shaped random pulse train spectral shape that may be used to form a power spectrum of at least one PWM signal to produce at least one modulated PWM signal having a desired spectral shape;
7 ist
ein Blockdiagram einer besonderen veranschaulichenden Ausführungsform
einer Sigma-Delta-Schaltung, die zur Verwendung als Generator für eine geformte
Zufallsimpulsfolge ausgebildet ist, der zur Erzeugung einer Zu fallsimpulsfolge
mit einer bestimmten Spektralform programmierbar ist; 7 10 is a block diagram of a particular illustrative embodiment of a sigma-delta circuit configured for use as a shaped random pulse generator that is programmable to generate a random pulse train having a particular spectral shape;
8 ist
ein Blockdiagramm eines Systems, das eine Impulsflanken-Steuerschaltung
enthält,
die auf einen Datengenerator anspricht, wie die in 7 dargestellt
Sigma-Delta-Schaltung,
um eine selektive Phasenverschiebung oder ein selektives Zerhacken mindestens
eines PWM-Signals in Übereinstimung mit
Werten, die der Zufallsimpulsfolge zugeordnet sind, durchzuführen, um
mindestens einen modulierten PWM-Ausgang mit der besonderen Spektralform zu
erzeugen; 8th FIG. 12 is a block diagram of a system including a pulse edge control circuit responsive to a data generator, such as those in FIG 7 a sigma-delta circuit for performing a selective phase shift or selective chopping of at least one PWM signal in accordance with values associated with the random pulse train to produce at least one modulated PWM output having the particular spectral shape;
9 ist
eine Grafik eines besonderen veranschaulichenden Beispiels eines
Gleichtakt-Leistungsspektrums, das einem modulierten PWM-Ausgangssignal
zugeordnet ist, das durch selektives Zerhacken oder Nicht-Zerhacken
eines PWM-Signals und seines Tastverhältnis-Komplements (innerhalb der
Grenzen von Zeitquantifizierungseffekten) in Übereinstimmung mit Werten einer
Zufallsimpulsfolge erzeugt wird, die durch einen Datengenerator,
wie die in 7 dargestellte Sigma-Delta Schaltung,
erzeugt wird; und 9 FIG. 12 is a graph of a particular illustrative example of a common mode power spectrum associated with a modulated PWM output obtained by selectively chopping or not chopping a PWM signal and its duty cycle complement (within the limits of time quantization effects) in accordance with values of a PWM signal Random pulse sequence is generated by a data generator, such as those in 7 illustrated sigma-delta circuit is generated; and
10 ist
ein Flussdiagramm einer besonderen veranschaulichenden Ausführungsform
eines Verfahrens zum Formen eines Ausgangsleistungsspektrums, das
mindestens einem modulierten PWM-Ausgangssignal zugeordnet ist. 10 FIG. 10 is a flowchart of a particular illustrative embodiment of a method for shaping an output power spectrum associated with at least one modulated PWM output signal.
AUSFÜHRLICHE BESCHREIBUNG VERANSCHAULICHENDER
AUSFÜHRUNGSFORMENDETAILED DESCRIPTION ILLUSTRATIVE
EMBODIMENTS
4 ist
ein Zeitablaufdiagramm 400 einer besonderen veranschaulichenden
Ausführungsform eines
Zerhackungs-/Nicht-Zerhackungs-Trägerunterdrückungsvorganges,
der selektiv zur Unterdrückung der
Trägerleistung
eines modulierten PWM-Ausgangssignals und zum Ausbreiten von Träger energie auf
Frequenzen, die nicht die Trägerfrequenz
und deren zugehörige
Harmonische sind, innerhalb eines PWM-Ausgangsspektrums angewendet werden kann.
Das Zeitablaufdiagramm 400 enthält ein hochseitiges Signal
(P) 402 und ein tiefseitiges Signal (N) 404, die
eine Differenzialmoduskomponente haben, die durch Signal 406 dargestellt
ist, und eine Gleichtaktkomponente, die durch Signal 408 dargestellt
ist. Das Differenzialmodussignal 406 ist durch folgende Gleichung
definiert: DM(t) = P(t) – N(t) (Gleichung 1). 4 is a timing diagram 400 a particular illustrative embodiment of a chopping / non-chopping carrier suppression process which is selectively applied to suppress the carrier power of a modulated PWM output signal and propagate carrier energy at frequencies other than the carrier frequency and its associated harmonics within a PWM output spectrum can be. The timing diagram 400 contains a high-side signal (P) 402 and a low-side signal (N) 404 that have a differential mode component signaled by 406 and a common mode component represented by signal 408 is shown. The differential mode signal 406 is defined by the following equation: DM (t) = P (t) - N (t) (Equation 1).
Wie
dargestellt, hat die Gleichtaktkomponente (Signal 408)
in der ”nicht
zerhackten” Version
eine Spitzenamplitude, die in einer Mitte des Frames zentriert ist.
Das Gleichtaktsignal 408 ist durch die folgende Gleichung
definiert: CM(t) = (P(t) + N(t))/2 (Gleichung 2). As shown, the common mode component (signal 408 ) in the "non-chopped" version, a peak amplitude centered in a center of the frame. The common-mode signal 408 is defined by the following equation: CM (t) = (P (t) + N (t)) / 2 (Equation 2).
Das
Zeitablaufdiagramm 400 enthält auch eine zerhackte Version
des hochseitigen und des tiefseitigen Signals (P und N) 402 und 404,
dargestellt durch das hochseitige Signal (P') 412 und das tiefseitige Signal
(N') 414.
In diesem Beispiel wird das hochseitige Signal (P) 402 invertiert
und mit dem tiefseitigen Signal (N) 404 getauscht und wird
zum tiefseitigen Signal (N') 414,
wie durch die folgende Gleichung dargestellt ist: N'(t)
= –P(t) (Gleichung 3). The timing diagram 400 also contains a hacked version of the high-side and low-side signals (P and N) 402 and 404 represented by the high-side signal (P ') 412 and the low side signal (N ') 414 , In this example, the high-side signal (P) 402 inverted and with the low-side signal (N) 404 exchanged and becomes the low-side signal (N ') 414 as represented by the following equation: N '(t) = -P (t) (Equation 3).
Das
tiefseitige Signal (N) 404 wird invertiert und mit dem
hochseitigen Signal (P) 402 getauscht und wird zum hochseitigen
Signal (P') 412,
wie durch die folgende Gleichung dargestellt ist: P'(t)
= –N(t) (Gleichung 4). The low-side signal (N) 404 is inverted and with the high-side signal (P) 402 exchanged and becomes the high-side signal (P ') 412 as represented by the following equation: P '(t) = -N (t) (Equation 4).
In
der zerhackten Version bleibt das Differenzialmodussignal 416 relativ
zu der ”nicht
zerhackten” Version
unverändert,
wie durch die folgende Gleichung definiert ist: DM'(t)
= P'(t) – N'(t) = –N(t) – –P(t) =
DM(t) (Gleichung 5). The chopped version retains the differential mode signal 416 relative to the "non-chopped" version unchanged, as defined by the following equation: DM '(t) = P' (t) - N '(t) = -N (t) -P - (t) = DM (t) (Equation 5).
Das
Gleichtaktsignal 418 ist jedoch relativ zu der Gleichtaktkomponente
der ”nicht
zerhackten” Version,
die durch das Signal 408 dargestellt ist, unverändert, wie
durch die folgende Gleichung definiert ist: CM'(t)
= (–N(t) – P(t))/2
= –CM(t) (Gleichung 6). The common-mode signal 418 is, however, relative to the common mode component of the "non-chopped" version by the signal 408 is unchanged, as defined by the following equation: CM '(t) = (-N (t) -P (t)) / 2 = -CM (t) (Equation 6).
Wenn
in diesem Beispiel das Signal zerhackt wird, wird das Gleichtaktsignal 418 invertiert
und das Differenzialmodussignal 416 bleibt unverändert (relativ
zu dem Differenzialmodussignal 406). Das Differenzialmodussignal 406 oder 416 bestimmt
die Audioleistung in einer Audioanwendung, und das Gleichtaktsignal 408 ist
vorwiegend verantwortlich für
eine elektromagnetische Interferenz (EMI). In einer besonderen Ausführungsform
wird durch selektives Zerhacken und Nicht-Zerhacken eines PWM-Eingangssignals
und seines Tastverhältnis-Komplement-PWM-Signals
die Gleichtaktträgerenergie
bei der Trägerfrequenz über eine
Folge von Frames verringert, wodurch EMI und Funkfrequenzinterferenz verringert
werden. Wie hierin verwendet, bezieht sich der Begriff ”Tastverhältnis-Komplement” auf ein
Signal, das, wenn es mit dem PWM-Eingangssignal aggregiert, zu einer
Gesamtbreite des PWM-Frames aggregiert (innerhalb der Grenzen von
Zeitquantifizierungseffekten). Wie hierin verwendet, bezieht sich ferner
der Begriff ”Zerhacken” oder ”Zerhackungsvorgang” auf eine
Technik, die das PWM-Eingangssignal und sein Tastverhältnis-Komplement
invertiert und sie austauscht, um einen modulierten PWM-Ausgang
zu erzeugen. Wenn in einem besonderen Beispiel der Zerhackungsvorgang
abwechselnd jeden zweiten Frame angewendet wird (z. B. wird ein
erster PWM-Impuls nicht zerhackt und ein zweiter PWM-Impuls wird
zerhackt), ist der Durchschnitt einer resultierenden Gleichtaktträgerenergie,
die den PWM-P- und
N-Signalen 402 und 404 (und deren invertierten und
getauschten (ausgetauschten) Versionen, PWM-P'- und N'-Signale 412 und 414)
zugeordnet ist, bei der Trägerfrequenz
gleich Null.In this example, when the signal is chopped, the common mode signal becomes 418 inverted and the differential mode signal 416 remains unchanged (relative to the differential mode signal 406 ). The differential mode signal 406 or 416 determines the audio performance in an audio application, and the common-mode signal 408 is mainly responsible for electromagnetic interference (EMI). In a particular embodiment, by selectively chopping and not chopping a PWM input signal and its duty cycle complement PWM signal, the common mode carrier energy at the carrier frequency is reduced over a sequence of frames, thereby reducing EMI and radio frequency interference. As used herein, the term "duty cycle complement" refers to a signal that, when aggregated with the PWM input signal, aggregates to a total width of the PWM frame (within the limits of time quantization effects). Further, as used herein, the term "chopping" or "chopping" refers to a technique that inverts and swaps the PWM input signal and its duty cycle complement to produce a modulated PWM output. In a particular example, if the chopping process is applied alternately every other frame (eg, a first PWM pulse is not chopped and a second PWM pulse is chopped), then the average of a resulting common mode carrier energy is the PWM-P and N signals 402 and 404 (and their inverted and swapped (exchanged) versions, PWM P 'and N' signals 412 and 414 ) at the carrier frequency is equal to zero.
5 ist
eine Grafik einer besonderen veranschaulichenden Ausführungsform
eines Zeitablaufdiagramms 500, das eine Viertel-Frame-Phasenverschiebung
eines einzelnen, Impulsbreiten-modulierten (PWM-)Signals zur Unterdrückung eines
Trägers
bei der Frame-Rate darstellt. Das Zeitablaufdiagramm 500 enthält ein PWM-D-Signal 502,
das innerhalb des Frames bei T/2 zentriert (positioniert) ist. Das
PWM-D-Signal 502 ist über ein
Zwei-Frame-Intervall verschoben. In einem Beispiel wird das PWM-D-Signal 502 (um –T/4) nach
links verschoben und dann (um +T/4) nach rechts, wie bei 504 dargestellt
ist. In einem anderen Beispiel wird das PWM-D-Signal 502 (um
+T/4) nach rechts verschoben, dann (um –T/4) nach links, wie bei 506 dargestellt
ist. 5 FIG. 12 is a diagram of a particular illustrative embodiment of a timing diagram. FIG 500 which represents a quarter-frame phase shift of a single pulse width modulated (PWM) signal to suppress a carrier at the frame rate. The timing diagram 500 contains a PWM-D signal 502 that is centered (positioned) within the frame at T / 2. The PWM-D signal 502 is shifted over a two-frame interval. In one example, the PWM-D signal becomes 502 (to -T / 4) moved to the left and then (by + T / 4) to the right, as at 504 is shown. In another example, the PWM-D signal 502 (to + T / 4) shifted to the right, then (to -T / 4) to the left, as at 506 is shown.
In
diesem besonderen Beispiel ist die Impulsbreite des PWM-D-Signals 502 weniger
als die Hälfte
der Frame-Breite
(T/2), so dass ein frühes
oder spätes
Verschieben des PWM-D-Signals 502 keine Frame-Randbegrenzungsfragen
bereitet. Mit anderen Worten, ein Verschieben des PWM-D-Signals 502 bewirkt
nicht, dass ein Teil des Impulses den Frame-Rand quert (wie die
PWM-Frame-Grenzen bei T = 0, T, oder 2T, in 5 dargestellt).
Das vorangehende Beispiel stellt eine symmetrische Viertel-Frame
Impulsverschiebung ohne Umlauf dar.In this particular example, the pulse width of the PWM-D signal is 502 less than half the frame width (T / 2), leaving an early or late shifting of the PWM-D signal 502 no frame margin issues. In other words, shifting the PWM-D signal 502 does not cause a portion of the pulse to cross the frame edge (such as the PWM frame boundaries at T = 0, T, or 2T, in 5 shown). The previous example represents a symmetric quarter-frame pulse shift without circulation.
Wenn
jedoch die Impulsbreite größer als
T/2 ist, können
Grenzprobleme entstehen. Wenn zum Beispiel das PWM-D-Signal 502 breiter
als T/2 ist, würde
ein Verschieben des PWM-D-Signals 502 um ein Viertel der
Frame-Breite bewirken, dass sich ein Teil des PWM-D-Signals 502 über die
Frame-Grenze erstreckt
(z. B., t = 0 oder t = T kreuzt). Um zu vermeiden, dass der Teil
die Frame-Grenze kreuzt, kann das PWM-D-Signal 502 früh (nach
links) oder spät (nach
rechts) um eine Phase verschoben werden, die geringer als ein Viertel
des Frames ist, d. h., kleiner als ±T/4, so dass das PWM-D-Signal 502 an
die Frame-Grenze anstößt, diese
aber nicht quert. Wenn zwei Signale (ein PWM-D-Signal 502,
das breiter ist als T/2 und ein PWM-B Signal, das schmäler ist
als T/2) verschoben werden, können
beide Signale verschoben werden, so dass sie an die Frame-Grenze anstoßen, wobei
das PWM-D-Signal 502 um
weniger als ein Viertel der Frame-Breite verschoben wird und das
PWM-B-Signal um mehr als ein Viertel der Frame-Breite verschoben
wird. In diesem Fall hat die Summe des PWM-D-Signals 502 und
PWM-B-Signals über
zwei Frames einen Nullgehalt bei der Frame-Wiederholungsrate in
der Fourier Transformation, die den Träger im Gleichtaktsignal löscht. Dieses besondere
Beispiel kann als eine asymmetrische Viertel-Frame-Impulsverschiebung
ohne Umlauf bezeichnet werden.However, if the pulse width is larger than T / 2, boundary problems may arise. If, for example, the PWM-D signal 502 wider than T / 2 would be shifting the PWM-D signal 502 by a quarter of the frame width cause that part of the PWM-D signal 502 extends across the frame boundary (eg, t = 0 or t = T crosses). In order to avoid that the part crosses the frame boundary, the PWM-D signal can 502 early (left) or late (right) to be shifted by a phase that is less than a quarter of the frame, ie, less than ± T / 4, giving the PWM-D signal 502 hits the frame boundary, but does not cross it. When two signals (a PWM-D signal 502 which is wider than T / 2 and a PWM-B signal narrower than T / 2), both signals can be shifted to abut the frame boundary, with the PWM-D signal 502 is shifted by less than a quarter of the frame width and the PWM-B signal is shifted by more than a quarter of the frame width. In this case, the sum of the PWM-D signal has 502 and PWM-B signal over two frames zero content at the frame repetition rate in the Fourier transform, which deletes the carrier in the common-mode signal. This particular example may be referred to as an asymmetric quarter-frame impulse shift without circulation.
Als
Alternative kann das PWM-D-Signal 502 um plus oder minus
ein Viertel des Frames verschoben werden und jeder Teil des PWM-D-Signals 502, der
die Frame-Grenze kreuzt, kann zu einer gegenüber liegenden Frame-Grenze
innerhalb desselben PWM-Frames umlaufen. Dieses alternative Beispiel kann
als eine symmetrische Viertel-Frame-Impulsverschiebung mit Umlauf
bezeichnet werden.Alternatively, the PWM-D signal 502 be shifted by plus or minus one quarter of the frame and each part of the PWM-D signal 502 that crosses the frame boundary may rotate to an opposing frame boundary within the same PWM frame. This alternative example may be termed a symmetric quarter-frame pulse shift with round trip.
In
einem besonderen Beispiel kann eine Impulsflanken-Steuerschaltung
dazu ausgebildet sein, selektiv einen Trägerunterdrückungsvorgang anzuwenden, der
ein selektives Verschieben eines oder mehrerer PWM-Signale um plus
oder minus ein Viertel der Frame-Breite unter Anwendung einer symmetrischen
Viertel-Frame-Impulsverschiebung ohne Umlauf, einer asymmetrischen
Viertel-Frame-Impulsverschiebung ohne Umlauf oder einer symmetrischen
Viertel-Frame-Impulsver schiebung mit Umlauf, abhängig von der Implementierung,
enthält.In
a particular example may be a pulse edge control circuit
be configured to selectively apply a carrier suppression process, the
selectively shifting one or more PWM signals by plus
or minus one quarter of the frame width using a symmetric one
Quarter-frame impulse shift without circulation, an asymmetric one
Quarter-frame impulse shift without circulation or symmetric
Quarter-frame impulse shift with circulation, depending on the implementation,
contains.
6 ist
eine Grafik einer veranschaulichenden Ausführungsform einer besonderen
Spektralform 600 einer geformten Zufallsimpulsfolge, die
zur Definition des Leistungsspektrums mindestens eines PWM-Eingangssignals
verwendet werden kann, um mindestens ein moduliertes PWM-Ausgangssignal mit
einer gewünschten
Spektralform zu erzeugen. Die Spektralform 600 enthält zwei
Band-Stoppregionen, eine mit einer Dämpfung von 0 bis 20 kHz, die sich
aus Nullen oder Kerben bei DC (0 kHz) und nahe 20 kHz ergeben (allgemein
bei 602 angezeigt), und einer zweiten mit einer Dämpfung um
eine ausgewählte
Frequenz von Interessen, die sich aus Nullen oder Kerben bei 200
kHz ±10
kHz ergibt (allgemein bei 604 und 606 angezeigt).
In einer besonderen Ausführungsform
ist es wünschenswert,
den großen Ton
bei der PWM-Frame-Rate und seine Harmonischen zu unterdrücken, um
die ausgestrahlte Spitzenenergie zu verringern. In einer anderen
besonderen Ausführungsform
ist es wünschenswert,
die Spektralenergie innerhalb eines gewählten Frequenzbandes für einen
verbesserten AM-Funkempfang weiter zu dämpfen. Des Weiteren ist es
in einer besonderen Ausführungsform
wünschenswert,
ein geringes oder kein Rauschen innerhalb eines Frequenzbandes von etwa
0 bis 20 kHz zu haben, um ein Einkoppeln von Rauschen in einen Lautsprecher
in einer Audioanwendung zu verhindern. 6 FIG. 12 is a graph of an illustrative embodiment of a particular spectral shape. FIG 600 a shaped random pulse train that may be used to define the power spectrum of at least one PWM input signal to produce at least one modulated PWM output signal having a desired spectral shape. The spectral form 600 contains two band stop regions, one with a 0 to 20 kHz attenuation resulting from zeroes or notches at DC (0 kHz) and near 20 kHz (commonly in US Pat 602 displayed), and a second having attenuation about a selected frequency of interests resulting from zeros or notches at 200kHz ± 10kHz (generally at 604 and 606 displayed). In a particular embodiment, it is desirable to suppress the large tone at the PWM frame rate and its harmonics to reduce the radiated peak energy. In another particular embodiment, it is desirable to further attenuate the spectral energy within a selected frequency band for improved AM radio reception. Furthermore, in a particular embodiment, it is desirable to have little or no noise within a frequency band of about 0 to 20 kHz to prevent noise from being injected into a speaker in an audio application.
7 ist
ein Blockdiagramm einer besonderen veranschaulichenden Ausführungsform
einer Sigma-Delta-Schaltung 700, die zur Verwendung als Generator
einer geformten Zufallsimpulsfolge ausgebildet ist, der eine Zufallsimpulsfolge
mit einer programmierbaren Spektralform erzeugt, wie die besondere
Spektralform 600, die in 6 dargestellt
ist. In bevorzugten Ausführungsformen
kann das Stoppband bei 200 kHz ±10 kHz in 6 für spezifische Stellen
programmiert werden, um eine PWM-Strahlung in gewünschten Frequenzbändern zu
verringern. Die Sigma-Delta-Schaltung 700 enthält einen Größenwandler 702,
um eine Zufallsimpulsfolge mit Werten von plus oder minus Eins bei
einem Ausgang 704 zu erzeugen. Die Sigma-Delta-Schaltung 700 enthält des Weiteren
eine Rückkopplungsschleife 705,
die eine Übertragungsfunktion
(1-G(z)) 706 hat. In dieser Ausführungsform ist die Übertragungsfunktion 706 über eine Übertragungsfunktionssteuerungseingabe 716 programmierbar,
um die Übertragungsfunktion
der Rückkopplungsschleife 705 zu ändern. Die
Sigma-Delta-Schaltung 700 enthält einen Rauscheingang 708 und
einen Signaleingang 710 mit einem Null-Eingangswert. Der
Signaleingang 710 ist an einen ersten Summationsknoten 712 gekoppelt,
der ein erstes Ergebnis erzeugt, das eine Differenz zwischen einem
Rückkopplungswert,
der von der Rückkopplungsschleife 705 (von
der Übertragungsfunktion 706)
erhalten wird, und dem Nulleingangwert ist. Das erste Ergebnis wird
einem Summationsknoten 724 bereitgestellt, der einen Wert
am Ausgang 704 von dem ersten Ergebnis subtrahiert, um
ein Rückkopplungsergebnis
zu erzeugen, das der Übertragungsfunktion 706 bereitgestellt
wird. Zusätzlich
wird das erste Ergebnis einem zweiten Summationsknoten 714 bereitgestellt,
der das erste Ergebnis zu einem Rauschssignal von dem Rauscheingang 708 addiert,
um ein zweites Ergebnis zu erzeugen. Das zweite Ergebnis wird dem
Größenwandler 702 bereitgestellt. 7 Figure 10 is a block diagram of a particular illustrative embodiment of a sigma-delta circuit 700 , which is adapted for use as a generator of a shaped random pulse train generating a random pulse train with a programmable spectral shape, such as the particular spectral shape 600 , in the 6 is shown. In preferred embodiments, the stopband may be at 200 kHz ± 10 kHz in 6 programmed for specific locations to reduce PWM radiation in desired frequency bands. The sigma-delta circuit 700 contains a size converter 702 to a random pulse train with values of plus or minus one at an output 704 to create. The sigma-delta circuit 700 further includes a feedback loop 705 having a transfer function (1-G (z)) 706 Has. In this embodiment, the transfer function is 706 via a transfer function control input 716 programmable to the transfer function of the feedback loop 705 to change. The sigma-delta circuit 700 contains a noise entrance 708 and a signal input 710 with a zero input value. The signal input 710 is to a first summation node 712 which produces a first result which is a difference between a feedback value received from the feedback loop 705 (from the transfer function 706 ), and is the zero input value. The first result becomes a summation node 724 provided a value at the output 704 subtracted from the first result, to generate a feedback result, that of the transfer function 706 provided. In addition, the first result becomes a second summation node 714 providing the first result to a noise signal from the noise input 708 added to produce a second result. The second result becomes the size converter 702 provided.
In
einer besonderen Ausführungsform,
kann die Sigma-Delta
Schaltung 700 in Form von Digitalschaltungen, Analogschaltungen,
Firmware oder jeder Kombination davon implementiert sein. In einer weiteren
Ausführungsform
ist die Übertragungsfunktion 706 durch
den Übertragungsfunktionssteuerungseingang 716 konfigurierbar
(programmierbar), um eine besondere Spektralform zu erzeugen, die bei
bestimmten Frequenzen Kerben haben kann oder nicht. Die Zufallsimpulsfolge
bei Ausgang 704 wird folglich durch die Übertragungsfunktion 706 geformt.
Der Ausgang 704 kann an eine Impulsflankensteuerschaltung
gekoppelt sein, die dazu ausgebildet ist, selektiv einen Trägerunterdrückungsvorgang
(wie einen selektiven Phasenverschiebungsvorgang oder einen selektiven
Zerhackungs-/Nicht-Zerhackungsvorgang) in Übereinstimmung mit Werten der
Zufallsimpulsfolge auszuführen.In a particular embodiment, the sigma-delta circuit 700 in the form of digital circuits, analog circuits, firmware or any combination thereof. In a further embodiment, the transfer function is 706 through the transfer function control input 716 configurable (programmable) to produce a particular spectral shape that may or may not have notches at certain frequencies. The random pulse sequence at output 704 is therefore due to the transfer function 706 shaped. The exit 704 may be coupled to a pulse edge control circuit configured to selectively perform a carrier suppression operation (such as a selective phase shift operation or a selective chopping / non-chopping operation) in accordance with values of the random pulse train.
8 ist
ein Blockdiagramm eines Systems 800, das eine Impulsflankensteuerschaltung 806 enthält, die
dazu ausgebildet ist, einen Trägerunterdrückungsvorgang
an einem Eingangs-PWM-Signal in Übereinstimmung
mit Werten eines Generators einer geformten Zufallsimpulsfolge anzuwenden,
um mindestens einen modulierten PWM-Ausgang mit der besonderen Spektralform
zu erzeugen, die von dem Datengenerator definiert ist. Das System 800 enthält eine
Impulsbreiten-modulierte
(PWM) Quelle 802, die mindestens ein PWM-Signal 804 für eine Impulsflankensteuerschaltung 806 bereitstellt.
Das System 800 enthält
auch die Sigma-Delta Schaltung 700, die in 7 dargestellt
ist, die eine Zufallsfolge mit einer besonderen Spektralform 704 für die Impulsflankensteuerschaltung 806 bereitstellt.
Das erhaltene Ausgangsspektrum von Signal 808 ist effektiv
die Konvolution des Eingangs-PWM-Spektrums mit dem Spektrum der
Zufallsimpulsfolge. 8th is a block diagram of a system 800 , which is a pulse edge control circuit 806 which is adapted to apply a carrier suppression process to an input PWM signal in accordance with values of a shaped random pulse generator to produce at least one modulated PWM output having the particular spectral shape defined by the data generator. The system 800 contains a pulse width modulated (PWM) source 802 that have at least one PWM signal 804 for a pulse edge control circuit 806 provides. The system 800 also includes the sigma-delta circuit 700 , in the 7 is shown, which is a random sequence with a special spectral shape 704 for the pulse edge control circuit 806 provides. The obtained output spectrum of signal 808 is effectively the convolution of the input PWM spectrum with the random pulse train spectrum.
In
einem besonderen Beispiel, ist die Impulsflankensteuerschaltung 806 dazu
ausgebildet, das mindestens eine PWM-Signal 804 einer selektiven Phasenverschiebung
um plus oder minus ein Viertel einer PWM-Frame-Breite relativ zu
einer Mitte des PWM-Frames bei ganzzahligen Sub-Vielfachen einer Frame-Wiederholungsrate
zu unterziehen. In einem anderen besonderen Beispiel ist die Impulsflankensteuerschaltung 806 dazu
ausgebildet, selektiv das mindestens eine PWM-Signal 804 zu
zerhacken oder nicht zu zerhacken. In einem besonderen Beispiel kann
die Verschiebung oder Zerhackung selektiv durch die Impulsflankensteuerschaltung 806 auf
der Basis von Werten der Zufallsimpulsfolge mit der bestimmten Spektralform 704 angewendet
werden. Das erhaltene modulierte PWM-Ausgangssignal hat eine unterdrückte Trägerenergie
bei der Trägerfrequenz, wobei
diese Energie auf andere Frequenzen ausgebreitet wird, und die gesamte
Spektralform bei 808 ist durch die Spektralform des Datengeneratorausgangs 700 definiert.In a particular example, the pulse edge control circuit is 806 adapted to the at least one PWM signal 804 a selective phase shift by plus or minus a quarter of a PWM frame width relative to a center of the PWM frame at integer sub-multiples of a frame repetition rate. In another particular example, the pulse edge control circuit is 806 configured to selectively receive the at least one PWM signal 804 to hack or not to hack. In a particular example, the shift or chopping may be selective by the pulse edge control circuit 806 based on values of the random pulse train having the particular spectral shape 704 be applied. The resulting modulated PWM output has a suppressed carrier energy at the carrier frequency, this energy being propagated to other frequencies, and the overall spectral shape 808 is due to the spectral shape of the data generator output 700 Are defined.
9 ist
eine Grafik eines besonderen veranschaulichenden Beispiels eines
Leistungsspektrums 900 des Ausgangs-PWM-Signals 808 in 8. In
diesem Fall wurde das programmierbare Stoppband auf 200 kHz eingestellt
und die PWM-Frame-Rate beträgt
960 kHz. Das Gleichtakt-Leistungsspektrum 900 wurde im
Vergleich zu dem Gleichtakt-Leistungsspektrum 300, das
in 3 dargestellt ist, ausgebreitet. Ferner enthält das Gleichtakt-Leistungsspektrum 900 keine
großen
Gleichtaktkomponenten, die zur einer AM-Interferenz (AMI) oder elektromagnetischen
Interferenz (EMI) beitragen. Ferner enthält das Gleichtakt-Leistungsspektrum 900 ein geringes
Rauschen im Audio-Frequenzband, und Kerben wurden bei n·960 kHz ±200 kHz
angeordnet, wobei n eine nicht negative, ganze Zahl ist, wie bei 904, 906, 908, 910,
und 912 angegeben ist. Ferner enthält die Grafik 900 eine
Kerbe bei 0 kHz und bei 20 kHz, wie bei 902 angegeben ist.
Sollte in einem anderen Beispiel das programmierbare Stoppband bei
300 kHz zentriert sein, befänden
sich die Kerben bei n·960
kHz ±300
kHz. 9 FIG. 13 is a graph of a particular illustrative example of a power spectrum 900 the output PWM signal 808 in 8th , In this case, the programmable stop band has been set to 200 kHz and the PWM frame rate is 960 kHz. The common mode power spectrum 900 was compared to the common mode power spectrum 300 , this in 3 is shown, spread out. Furthermore, the common mode power spectrum is included 900 no large common mode components contributing to AM interference (AMI) or electromagnetic interference (EMI). Furthermore, the common mode power spectrum is included 900 low noise in the audio frequency band, and notches were placed at n * 960 kHz ± 200 kHz, where n is a non-negative, integer, as in 904 . 906 . 908 . 910 , and 912 is specified. It also contains the graphic 900 a notch at 0 kHz and at 20 kHz, as at 902 is specified. In another example, if the programmable stopband were centered at 300 kHz, the notches would be at n * 960 kHz ± 300 kHz.
10 ist
ein Flussdiagramm einer besonderen veranschaulichenden Ausführungsform
eines Verfahrens zum Formen eines Ausgangsleistungsspektrums, das
mit mindestens einem modulierten PWM-Ausgangssignal verbunden ist.
Bei 1002 wird mindestens ein Impulsbreiten-moduliertes (PWM-)Eingangssignal
von einer PWM-Quelle empfangen. Danach wird in 1004 eine
Zufallsimpulsfolge mit einer besonderen Spektralform von einem Datengenerator
empfangen. In einer besonderen Ausführungsform enthält die Spektralform
Kerben bei gewählten
Frequenzen. Danach wird in 1006 ein Trägerunterdrückungsvorgang angewendet, um
selektiv eine Phasenverschiebung oder selektiv eine Zerhackung des
mindestens einen empfangenen PWM-Eingangssignals in Übereinstimmung
mit Werten der Zufallsimpulsfolge auszuführen, um mindestens ein moduliertes
PWM-Ausgangssignal mit einer gewünschten
Spektralform, die durch die Zufallsimpulsfolge definiert ist, zu
erzeugen. In einer besonderen Ausführungsform hat das mindestens
eine modulierte PWM-Ausgangssignal eine Trägerenergie, die zu Frequenzen
ausgebreitet ist, die nicht eine Trägerfrequenz und deren Harmonische
sind. In einer besonderen Ausführungsform
kann der Trägerunterdrückungsvorgang
bei ganzzahligen Sub-Vielfachen einer PWM-Frame-Wiederholungsrate oder bei einer Rate,
die schneller als die Frame-Wiederholungsrate ist, ausgeführt werden.
Das Verfahren endet bei 1008. 10 FIG. 10 is a flowchart of a particular illustrative embodiment of a method for shaping an output power spectrum associated with at least one modulated PWM output signal. at 1002 At least one pulse width modulated (PWM) input signal is received from a PWM source. After that, in 1004 receive a random pulse train having a particular spectral shape from a data generator. In a particular embodiment, the spectral shape includes notches at selected frequencies. After that, in 1006 a carrier suppression process is used to selectively phase shift or selectively chop the at least one received PWM input signal in accordance with values of the random pulse train to produce at least one modulated PWM output signal having a desired spectral shape defined by the random pulse train. In a particular embodiment, the at least one modulated PWM output signal has a carrier energy that is propagated at frequencies other than a carrier frequency and its harmonics. In a particular embodiment, the carrier suppression process may be performed at integer sub-multiples of a PWM frame repetition rate or at a Rate, which is faster than the frame repetition rate, to be executed. The procedure ends at 1008 ,
In
einer besonderen Ausführungsform
enthält
das Verfahren des Weiteren das Programmieren des Datengenerators,
um die besondere Spektralform zu erzeugen. In einer weiteren besonderen
Ausführungsform
enthält
der Datengenerator eine Rückkopplungsschleife
mit einer programmierbaren Übertragungsfunktion.
In einer weiteren besonderen Ausführungsform hat der Datengenerator
einen nominal weißen
Rauscheingang. Der Datengenerator formt die weiße Rauschquelle, um eine Ausgangsimpulsfolge
mit der gewünschten
Spektralform zu erzeugen, häufig
mit Kerben an programmierbaren Frequenzstellen.In
a particular embodiment
contains
the method of further programming the data generator,
to create the special spectral shape. In another special
embodiment
contains
the data generator is a feedback loop
with a programmable transfer function.
In a further particular embodiment, the data generator
a nominal white
Noise input. The data generator shapes the white noise source by one output pulse train
with the desired
Frequently generate spectral shape
with notches on programmable frequency locations.
In
Verbindung mit den Systemen, Schaltungen und Verfahren, die zuvor
unter Bezugnahme auf 4 bis 10 beschrieben
wurden, wird eine Schaltungsvorrichtung offenbart, die dazu ausgebildet
ist, eine Zufallsdatenfolge mit einer besonderen Spektralform zur
Steuerung der Anwendung eines Trägerunterdrückungsvorganges
zu nutzen. In einem besonderen Beispiel führt eine Impulsflankensteuerschaltung
selektiv eine Phasenverschiebung eines Impulsbreiten-modulierten
(PWM-)Eingangssignals und seines PWM-Tastverhältnis-Komplements um plus oder
minus ein Viertel einer Frame-Breite
bei ganzzahligen Sub-Vielfachen einer Frame-Wieder holungsrate auf
der Basis von Werten der Zufallsdatenfolge aus. In einem anderen
besonderen Beispiel zerhackt die Impulsflankensteuerschaltung selektiv (d.
h., zerhackt oder zerhackt nicht) mindestens ein PWM-Eingangssignal
auf der Basis von Werten der Zufallsdatenfolge. In jedem Fall hat
der resultierende modulierte PWM-Ausgang ein verändertes Trägerspektrum, das eine Spektralform
aufweist, die durch die besondere Spektralform der Zufallsdatenfolge definiert
ist, einschließlich
Frequenzkerben in der besonderen Spektralform. Das resultierende
modulierte PWM-Ausgangssignal hat eine verringerte Trägerenergie
bei einer Trägerfrequenz
und bei Harmonischen der Trägerfrequenz
und weist eine verringerte AM-Interferenz (AMI) und verringerte
elektromagnetische Interferenz (EMI) in Bezug auf benachbarte Schaltkreise
auf.In conjunction with the systems, circuits and methods previously described with reference to 4 to 10 A circuit device is disclosed which is adapted to use a random data sequence with a special spectral shape for controlling the application of a carrier suppression process. In a particular example, a pulse edge control circuit selectively introduces a phase shift of a pulse width modulated (PWM) input signal and its PWM duty cycle complement plus or minus one quarter of a frame width at integer sub-multiples of a frame repetition rate based on Values of the random data sequence. In another particular example, the pulse edge control circuit selectively chops (ie, does not chop or chop) at least one PWM input signal based on values of the random data sequence. In any event, the resulting modulated PWM output has an altered carrier spectrum having a spectral shape defined by the particular spectral shape of the random data sequence, including frequency notches in the particular spectral shape. The resulting modulated PWM output signal has a reduced carrier energy at a carrier frequency and harmonics of the carrier frequency and has reduced AM interference (AMI) and reduced electromagnetic interference (EMI) with respect to adjacent circuits.
Die
vorliegende Erfindung wurde zwar unter Bezugnahme auf bevorzugte
Ausführungsformen
beschrieben, aber für
Durchschnittsfachleute ist offenkundig, dass Änderungen in Form und Einzelheiten durchgeführt werden
können,
ohne vom Wesen und Umfang der Erfindung Abstand zu nehmen.The
While the present invention has been described with reference to preferred
embodiments
described, but for
It will be apparent to those of ordinary skill in the art that changes in form and detail will be made
can,
without departing from the spirit and scope of the invention.