DE69919500T2

DE69919500T2 - PWM Leistungsverstärker mit digitalem Eingang

Info

Publication number: DE69919500T2
Application number: DE69919500T
Authority: DE
Inventors: Edoardo Botti; Antonio Grosso
Original assignee: STMicroelectronics SRL
Current assignee: STMicroelectronics SRL
Priority date: 1999-02-11
Filing date: 1999-02-11
Publication date: 2005-09-08
Anticipated expiration: 2019-02-12
Also published as: EP1028524B1; US6594309B1; EP1028524A1; JP2000244257A; DE69919500D1

Description

Gebiet der Erfindung
Die vorliegende Erfindung betrifft Niederfrequenzverstärker mit hohem Wirkungsgrad, die im allgemeinen als Klasse-D-Verstärker bezeichnet werden, und insbesondere, jedoch nicht ausschließlich, Klasse-D-Audioverstärker.
Hintergrund der Erfindung
Die Anstrengungen zur Verminderung des Energieverbrauchs, des Gewichts und der Größe von Kühlkörpern von Herstellern von Unterhaltungsgeräten, zum Beispiel auf dem Gebiet der Unterhaltung im Fahrzeug, haben eine Nachfrage nach Leistungsverstärkern mit einem größeren Wirkungsgrad als die herkömmlichen Klasse-AB-Verstärker erzeugt.
Es sind sogenannte Klasse-D-Verstärker vorgeschlagen worden, die auf diese Erfordernisse reagieren. Im wesentlichen weisen die Verstärker eine Wechselrichterschaltung (DAC) auf, die ein Pulsbreitenmodulations-Ausgangssignal erzeugt. Dieses Pulsbreitenmodulationssignal treibt Ausgangsleistungsvorrichtungen, die durch einen passiven Tiefpaßfilter zur Rekonstruktion eines verstärkten Analog- (Audio)-Signals eine Last (zum Beispiel einen Lautsprecher) betreiben, die ein Teil des Tiefpaßfilters sein kann.
Die Analyse des Verhaltens eines Eintaktverstärkers mit einem analogen Eingang und einem Pulsbreitenmodulationsausgang (ein Klasse-D-Verstärker) wird in dem Artikel „Analysis of a quality class-D amplifier", F. A. Himmelstoss, u.a., I.E.E.E. Transactions on Consumer Electronics. B. 42, Nr. 3, August 1996 beschrieben.
Andererseits wird das zunehmende Interesse an einer digitalen Audiosignalverarbeitung es bei vielen Gelegenheiten praktischer machen, Digitalverstärker anstelle von Analogverstärkern zu verwenden.
Gegenwärtig gibt es keine bekannten kommerziellen Anwendungen von Verstärkern mit digitalem Eingang, jedoch einige Artikel, die mögliche Designdenkansätze beschreiben:

• ,Noise shaping and Pulse-Width Modulation for All-Digital Audio Power Amplifiers" von J.M. Goldberg und M.B. Sandler, Journal Audio Eng. Doc., B. 39, Nr. 6, Juni 1999. Dieses beschriebene System verwendet überhaupt keine Rückkopplungsschaltung an der Endstufe, die in einem gewissen Maß die Leistung in Form der Verzerrung und Rauschunterdrückung bestraft. Es scheint, daß die Leistung streng von den Eigenschaften der Komponenten der Leistungsstufe (8) abhängt;
• „All digital Power Amplifier Based on Pulse Width Modulation" von M.S. Pedersen und M. Shajaan, der während der 96. AES convention (Audio Engineering Society), 26. Februar – 1. März 1994 in Amsterdam präsentiert wurde. Gemäß diesem Designdenkansatz gibt es keine Rückkopplungsschaltung. Das System scheint dadurch belastet zu sein, daß es auf eine linearisierte Pulsbreitenmodulation Zuflucht nimmt;
• „A Sigma-Delta Power Amplifier for Digital Input Signals" von Klugbauer-Heilmeier, der während der 102. AES (Audio Engineering Society) convention 22.-25. März, 1997, in München präsentiert wurde. Der Artikel beschreibt einen Pulsdichtemodulations- (PDM)-Verstärker, der neben einem Antialiasingfilter im Rückkopplungsweg eine hohe Schaltfrequenz benötigt.

Aufgabe und Zusammenfassung der Erfindung
Die Hauptaufgabe der vorliegenden Erfindung ist es, einen Pulsbreitenmodulations-Leistungsverstärker mit digitalem Eingang zu ersinnen, der mit einer verhältnismäßig niedrigen Schaltfrequenz arbeitet, um einen hohen Wirkungsgrad zu erzie len, einfach herzustellen ist und eine niedrige Empfindlichkeit auf die Spreizung der tatsächlichen Werte der Parameter der Schaltungskomponenten aufweist, und imstande ist, mit der niedrigsten möglichen Treiberfrequenz des Pulscodemodulations-/Pulsbreitenmodulationswandlers zu arbeiten, ohne integrierte Tiefpaßfilter zu benötigen. Der einzige Filter des Systems ist ein Tiefpaßfilter, der in Kaskade mit dem Verstärkerausgang geschaltet ist, der auf jedem Fall immer in Schaltausgangsstufen vorhanden ist.
Diese wichtigen Aufgaben werden durch den Verstärker der vorliegenden Erfindung effektiv gelöst.
Im wesentlichen weist der Pulsbreitenmodulations-Leistungsverstärker der Erfindung einen Überabtastungs- und Rauschformungsblock auf, der Pulscodemodulations-Eingangsdigitaldaten empfängt, die in Worten organisiert sind, die aus einer bestimmten Anzahl (M) von Bits bestehen, und Pulscodemodulations-Digitaldaten, die in Worte umgewandelt werden, die aus einer niedrigeren Anzahl (N) von Bits als die Anzahl der Bits der Eingangsdaten (M>N) bestehen, mit einer mehrfachen Bitrate (Fin·k) der Bitrate (Fin) der Eingangsdaten ausgibt.
Ein erster Bus überträgt einen ersten Bruchteil (P) höchstwertiger Bits (MSB) der Worte, die aus dem ersten Block ausgegeben werden, und ein zweiter Bus überträgt die restlichen (S) niedrigstwertigen Bits (LSB) der Worte, die aus dem ersten Block ausgegeben werden.
Jeder der ersten und zweiten Pulscodemodulations-/Pulsbreitenmodulationswandler, der mit Daten versorgt wird, die auf dem ersten bzw. dem zweiten Bus übertragen werden, besteht aus einem Zähler, der durch die Übergänge des digitalen Werts der Daten rückgesetzt wird, die dem jeweiligen Wandler zugeführt werden. Der Wandler arbeitet in einer Aufwärts-/Abwärtsbetriebsart und wird mit mindestens einem Taktsignal (Fclock) versorgt, dessen Frequenz gleich der multiplizierten Bitrate (Fin·k) der Daten ist, die auf dem jeweiligen Bus des Wandlers übertragen werden, die mit der Basis 2 hoch die relative Anzahl der Bits (P oder S) der übertragenen Worte multipliziert wird, und erzeugt Bezugsdigitalworte, die aus der jeweiligen Anzahl der Bits (P oder S) bestehen, die inkrementale und dekrementale digitale Werte repräsentieren, die eine einzelne oder mehrere steigende und abfallende schräge Rampen von digitalen Werten definieren, deren Rate mit der Bitrate der Daten identisch ist, die dem Wandler zugeführt werden. Ein digitaler Komparator empfängt durch einen ersten Eingang die Bezugsdigitalworte, die durch den Aufwärts-/Abwärtsbetriebszähler erzeugt werden, und durch einen zweiten Eingang die Eingangsdaten und gibt ein Pulsbreitenmodulations-Digitalsignal (MSBdig, LSBdig) mit einer Schaltfrequenz aus, die gleich der Bitrate des digitalen Eingangsdatenstroms ist.
Das Pulsbreitenmodulations-Ausgangssignal (MSBdig) des ersten Wandlers, der den Bruchteil (P) der höchstwertigen Bits empfängt, wird am invertierenden Eingangsknoten (–) einer Leistungsverstärkungsendstufe des Verstärkers zum Pulsbreitenmodulations-Ausgangssignal (LSBdig) des zweiten Wandlers (LSBdig) summiert, das vorbeugend um ein Verhältnis abgeschwächt wird, das zur Basis 2 hoch der Anzahl (S) der Bits ist, die durch den zweiten Bus zum Eingang des zweiten Wandlers übertragen werden.
Das Paar der Pulscodemodulations-/Pulsbreitenmodulationswandler kann aus dem Einzel- oder Mehrfachrampentyp bestehen.
Die Verwendung von Doppelrampenwandlern, das heißt mit einer Folge von ansteigenden und abfallenden Rampen (das heißt, einem Bezugssignal, das im wesentlichen eine Dreieckswellenform aufweist) verbessert die Verstärkerleistung hinsichtlich der Verzerrung und des Störabstandes, verglichen mit einem Einzelrampenwandler (das heißt, der ein Sägezahn-Bezugssignal verwendet).
Das Ausgangssignal, das durch die einzelne Leistungsendstufe im Fall eines Eintaktverstärkers oder durch die beiden Leistungsendstufen im Fall einer Brückenkonfiguration erzeugt wird, das heißt stromaufwärts vom Tiefpaß-Analogsignalrekonstruktionsfilter(n), ist ein Pulsbreitenmodulationssignal, dessen Frequenz gleich dem Ausganssignal (MSBdig) ist, das durch den ersten Wandler erzeugt wird, weist jedoch als Funktion der folgenden Parameter ein anderes Tastverhältnis auf:

a) Versorgungsspannung der Leistungsendstufe;
b) Nichtlinearität und Verluste der Leistungsendstufe;
c) Korrektur, die am Signal (LSBdig) vorgenommen wird, das

Kurze Beschreibung der Zeichnungen
Die verschiedenen Aspekte und Vorteile der Erfindung werden durch die folgende Beschreibung mehrerer Ausführungsformen und durch Bezugnahme auf die beigefügten Zeichnungen noch deutlicher werden. Es zeigen:
1 ein Blockdiagramm der Grundstruktur des Pulsbreitenmodulations-Leistungsverstärkers der Erfindung, gemäß einer ersten Ausführungsform;
2 den inneren Aufbau der Leistungsendstufe;
3 den inneren Aufbau jedes der beiden Pulscodemodulations-/Pulsbreitenmodulationswandler gemäß einer Einzelrampen-Ausführungsform;
4 die Betriebswellenformen des Pulscodemodulation/Pulsbreitenmodulations-Einzelrampenwandlers;
5 ein Blockdiagramm der Grundstruktur des Verstärkers der Erfindung gemäß einer alternativen Ausführungsform in Bezug auf die Verwendung von Doppelrampen-Pulscodemodulations-/Pulsbreitenmodulationswandlern;
6 den inneren Aufbau des Pulscodemodulation/Pulsbreitenmodulations-Doppelrampenwandlers;
7 die Betriebswellenformen des Doppelrampen-Pulscodemodulations-/Pulsbreitenmodulationswandlers;
8, 9, 10 und 11 unterschiedliche Ausführungsformen eines erfindungsgemäßen Brückenverstärkers.
Beschreibung mehrerer Ausführungsformen der Erfindung
Unter Bezugnahme auf das Grundschema der 1 wird jedes digitale M-Bit-Wort des digitalen Eingangsdatenstroms mit einer Bitrate von (Fin) durch Überabtastungs- und Rauschformungstechniken in ein N-Bit-Wort mit einer niedrigeren Anzahl von Bits als die Eingangsworte (M>N) und mit einer mehrfachen Bitrate Fin·k umgewandelt.
Die N Bits, welche die Ausgangsworte des Rauschformungs- und Überabtastungsblocks bilden, werden auf zwei unterschiedliche Busse aufgeteilt. Der erste Bus überträgt einen ersten Bruchteil P der höchstwertigen Bits (MSB), während der zweite Bus die restliche Anzahl S der niedrigstwertigen Bits (LSB) überträgt.
Die höchstwertigen Bits (MSB) werden zu einem ersten Pulscodemodulations-/Pulsbreitenmodulationswandler geschickt, wohingegen die S niedrigstwertigen Bits (LSB) zu einem zweiten Pulscodemodulations-/Pulsbreitenmodulationswandler geschickt werden.
Die Unterteilung der N Bits, in welche die M Bit Pulscodemodulationseingangs-Digitaldaten umorganisiert werden, läßt es zu, Taktfrequenzen einzusetzen, die nicht übermäßig hoch sind, wenn die Pulscodemodulationsdaten in ein Pulsbreitenmodulationssignal umgewandelt werden. Tatsächlich wäre es unter der Voraussetzung einer Transformation eines 16-Bit-Pulscodemodulationssignals mit 44,1 kHz in ein Pulsbreitenmodulationssignal ohne eine wahrnehmbare Verschlechterung des Störabstandes not wendig, einen Abtastungstakt von 44100·2⁶=2,8 GHz zu verwenden, was wesentlich über die Möglichkeiten einer Implementierung in gegenwärtigen integrierten Schaltungen hinausgeht.
Ein weiteres Problem, das durch eine solche Unterteilung überwunden wird, ist, daß die Schaltfrequenz des Ausganspulsbreitenmodulationssignals, die für das betrachtete Beispiel 44,1 kHz beträgt, in jedem Fall zu nahe an der maximalen Frequenz liegen würde, die wiedergegeben werden soll (im allgemeinen etwa 20 kHz in einem Audiosystem), was Probleme harmonischer Verzerrungen, der Linearität und von Signalresten mit der Pulsbreitenmodulations-Schaltfrequenz stromabwärts vom rekonstruierenden Tiefpaßfilter verursacht.
Berücksichtigt man, daß die Schaltfrequenzen von Pulsbreitenmodulationsverstärkern für gewöhnlich zwischen 100 Hz und 500 kHz liegen, und setzt man voraus, daß die Schaltfrequenz des Pulsbreitenmodulationssignals ausreichend weit vom Audioband entfernt ist, zum Beispiel etwa 44100·8=352,8 kHz, wobei eine Anzahl P der MSB gleich 6 und die Anzahl S der LSB gleich 6 ist, beträgt die Taktfrequenz, die durch die Pulscodemodulations-/Pulsbreitenmodulationswandler benötigt wird, 352800·2⁶ = 22,57 MHz, was mit den gegenwärtigen Herstellungstechniken für integrierte Schaltungen leicht gehandhabt werden kann.
2 zeigt den inneren Aufbau, der verwendet werden kann, um den Leistungsendverstärkungsblock zu verwirklichen.
Dieses Klasse-D-Leistungsverstärkungsmodul wird in dem europäischen Patent Nr. 98830685.8 beschrieben und dargestellt, das am 13. November 1998 im Namen desselben Anmelders eingereicht wurde. Die Schaltung benötigt keine Erzeugung einer Bezugsdreieckswelle oder irgendwelcher Eigenschwingungsstrukturen, was sie für analoge Eingaben nutzbar macht. Es können durch ein dediziertes Eingangskonfigurationsnetzwerk (das in der Figur nicht gezeigt wird, das es im vorliegenden Kontext irrelevant wäre) unterschiedliche Eingänge ausgewählt werden.
Die 3 und 4 zeigen jeweils das Funktionsblockdiagramm und die Betriebsfunktionswellenformen jedes Pulscodemodulations-/Pulsbreitenmodulationswandlers, der im Verstärkerschema der 1 verwendet wird, wobei Signalanzeigen jene des ersten der beiden Wandler sind, der durch den P-Bit (MSB)-Bus gespeist wird.
Gemäß dieser Ausführungsform sind beide Wandler ein einfacher Rampentyp. Die Rampe wird durch einen zyklischen und rücksetzbaren Aufwärtszähler erzeugt, der mit einem Taktsignal Fclock mit einer Frequenz versorgt wird, die gleich dem Produkt der Bitrate der Daten ist, die auf dem jeweiligen Bus übertragen werden, und der Basis 2 hoch der Bitanzahl ist, in der die zugeführten Daten organisiert sind.
Das Signal, das aus jedem der beiden Pulscodemodulations-/Pulsbreitenmodulationswandler ausgeben wird, ist ein Pulsbreitenmodulationssignal, dessen Tastverhältnis von den MSB- oder LSB-Eingangsdaten abhängt.
Bezugnehmend auf das vollständige Diagramm der 1, wird das Paar Pulsbreitenmodulationssignale, das aus der getrennten Umwandlung der beiden Abschnitte von Bits erhalten wird, MSBdig bzw. LSBdig, schließlich am invertierenden Eingangsknoten (–) des Endverstärkungsmoduls addiert, nachdem das LSBdig-Pulsbreitenmodulationssignal um einen Faktor abgeschwächt wird, der zu einem Verhältnis äquivalent ist, das zur Basis 2 hoch der Anzahl S der Bits äquivalent ist, die durch den zweiten Bus in den zweiten Wandler eingegeben werden.
Auf diese Weise betreibt das Hauptpulsbreitenmodulationssignal MSBdig, das durch den ersten Pulscodemodulations-/Pulsbreitenmodulationswandler erzeugt wird, die Ausgangsstufe, wobei eine Schaltfrequenz festgelegt wird, die gleich Fin·K ist.
Andererseits betreibt das abgeschwächte Pulsbreitenmodulationssignal LSBdig, das durch den zweiten Pulscodemodulation/Pulsbreitenmodulationswandler erzeugt wird, die Ausgangsstufe mit einer Wichtung, die um 1/2^s vermindert wird, und beeinflußt dadurch nicht die Schaltfrequenz der Ausgangsleistungsstufe, sondern moduliert das Ausgangspulsbreitenmodulationssignal, wobei Nichtlinearitäten kompensiert werden und das Rauschen gedämpft wird, das durch die Quantisierung einer reduzierten Anzahl P Bits des Hauptpulsbreitenmodulationssignals MSBdig eingeführt wird.
Eine alternative Ausführungsform des Verstärkers der Erfindung wird in 5 gezeigt. Gemäß dieser Ausführungsform bestimmt die Verwendung der Doppelrampen-Pulscodemodulations-/Pulsbreitenmodulationswandlers eine Frequenz ihrer jeweiligen Pulsbreitenmodulations-Ausgangssignale, die bezüglich der Bitrate der Eingangspulscodemodulationsdaten halbiert ist.
Die 6 und 7 zeigen das Funktionsblockdiagramm der beiden Pulscodemodulations-/Pulsbreitenmodulations-Doppelrampenwandler und die relativen Betriebswellenformen. Die Angaben beziehen sich auf den ersten der beiden Wandler, der durch den P-Bitbus (MSB) versorgt wird.
6 zeigt die Zuführung eines zweiten Taktsignals Fup/down mit derselben multiplizierten Frequenz Fin·K der Daten, die in den Wandler eingeben werden, der die Rampeninversionen synchronisiert.
Natürlich kann der Verstärker der Erfindung auch in der Form eines Brückenverstärkers verwirklicht werden, indem zwei Leistungsendverstärkerstufen verwendet werden, die eher in Gegenphasen- als in einer Eintaktform betrieben werden.
8 zeigt beispielhaft das Diagramm einer Brückenversion des Verstärkers, wobei die erforderliche Inversion durch Inver tieren der Daten implementiert wird, die in die zweite Endstufe des Leistungsverstärkers eingegeben werden.
9 zeigt eine alternative Ausführungsform eines Brückenverstärkers der Erfindung mit einer Phasenschieber-Brückenausgangsarchitektur, die verhältnismäßig komplexer als jene der
8 ist, obwohl sie imstande ist, für eine verbesserte Leistung zu sorgen, wie im oben zitieren früheren europäischen Patentanmeldung Nr. 98830685.8 beschrieben und dargestellt wird.
10 zeigt eine weitere Ausführungsform eines Brückenverstärkers der Erfindung, in dem, anstatt die Daten zu invertieren, die dem Eingang von einem eines Paares der Leistungsendstufen zugeführt werden, die in Gegenphase arbeiten, die Inversion durch Invertieren des Auf-Ab-Befehls der jeweiligen Zähler des zweite Paares der Pulscodemodulations-/Pulsbreitenmodulationswandler implementiert wird, so daß Dreieckswellenbezugssignale erzeugt werden, die in Gegenphase zueinander sind.
Eine vierte Ausführungsform des Brückenverstärkers der Erfindung wird in 11 dargestellt. Gemäß dieser Ausführungsform werden die Pulsbreitenmodulationssignale doppelter Frequenz, verglichen mit der Frequenz des Hauptpulsbreitenmodulationssignals, im Verhältnis zur Umwandlung der niedrigstwertigen Bits zu den jeweiligen Hauptpulsbreitenmodulationssignalen summiert, die durch die jeweiligen Pulscodemodulations-/Pulsbreitenmodulationswandler erzeugt werden, die mit den höchstwertigen Bits an den jeweiligen invertierenden Eingangsknoten der beiden letzten Leistungsstufen versorgt werden.
Eine andere Eigenschaft der Korrektur, die durch die getrennte Umwandlung des niedrigstwertigen Bits betrieben wird, ist eine größere Freiheit, da der Korrekturstrom summiert, subtrahiert werden kann, oder das Haupttreiberstromsignal in bezug auf die Umwandlung der höchstwertigen Bits nicht beeinflussen kann.
Ein Vorteil einer Brückenausführungsform des Verstärkers der Erfindung ist es, daß das Korrektursignal weder Töne an der Pulsbreitenmodulations-Schaltfrequenz noch bei Frequenzen nahe der Schaltfrequenz enthält. Insbesondere werden Töne in einem ±20 kHz-Band, das um die Schaltfrequenz zentriert ist, zurück ins Basisband gebracht, wobei sie eine Zunahme der Verzerrungen und/oder des Rauschens verursachen.
In allen Ausführungsformen, die in den Figuren gezeigt werden, wird die Verwendung von einfachen Widerständen zur Kopplung von Pulsbreitenmodulationssignalen an den invertierenden Eingang der letzten Leistungsstufe oder Stufen (RMSB, RLSB, ...) angezeigt; jedoch können, wie es für den Fachmann offensichtlich sein wird, diese Kopplungswiderstände durch Stromgeneratoren ersetzt werden, die durch das Logiksignal betrieben werden, das durch die jeweiligen Pulscodemodulations-/Pulsbreitenmodulationswandler ausgegeben wird.

Claims

Pulsbreitenmodulationsleistungsverstärker mit digitalem Eingang, der aufweist: eine Überabtastungs- und Rauschformungsschaltung, die pulscodemodulierte (Pulscodemodulation) digitale Eingangsdaten empfängt, die in Worte einer ersten Anzahl M von Bits mit einer bestimmten Bitrate Fin organisiert sind, und pulscodemodulierte digitale Daten ausgibt, die in Worten einer kleineren Anzahl N von Bits mit einer mehrfachen Bitrate Fin·K organisiert sind; einen ersten Bus, der eine erste Anzahl (P) höchstwertiger Bits (MSB) der N-Bit-Worte überträgt, die aus der ersten Schaltung ausgegeben werden, und einen zweiten Bus, der eine zweite Anzahl (S) niedrigstwertiger Bits der N-Bit-Worte überträgt, die aus der ersten Schaltung ausgegeben werden; ersten und zweite Pulscodemodulations-/Pulsbreitenmodulationswandler, die jeweils mit der ersten und zweiten Anzahl der Bits versorgt werden, die durch den ersten und zweiten Bus übertragen werden, wobei jeder Wandler einen Zähler, der durch ein Taktsignal (Fclock) einer Frequenz betrieben wird, die gleich dem Produkt der Bitrate Fin·K der MSB- und LSB-Bits, die auf dem jeweiligen Bus übertragen werden, und der Basis 2 hoch die jeweilige Anzahl von Bits (P, S) ist, der Bezugsdigitalworte erzeugt, die aus der jeweiligen Anzahl von Bits (P, S) bestehen, die Rampen digitaler Werte mit einer Frequenz definieren, die identisch zu der mehrfachen Bitrate Fin·K ist, und einen digitalen Komparator aufweist, der durch einen ersten Eingang die Bezugsdigitalworte und durch einen zweiten Eingang die jeweilige erste und zweite Anzahl von Bits (MSB, LSB) empfängt und ein jeweiliges Pulsbreitenmodulationssignal (MSBdig, LSBdig) ausgibt; wobei das Pulsbreitenmodulationssignal (MSBdig), das aus dem ersten Wandler ausgegeben wird, zu einer gedämpften Version des Pulsbreitenmodulationssignals (LSBdig) summiert wird, das durch den zweiten Wandler am invertierenden Eingangsknoten (–) einer Ausgangsleistungsstufe ausgegeben wird.
Pulsbreitenmodulationsverstärker nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß die ersten und zweiten Pulscodemodulations-/Pulsbreitenmodulationswandler aus dem Einzelrampentyp bestehen.
Pulsbreitenmodulationsverstärker nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß die ersten und zweiten Pulscodemodulations-/Pulsbreitenmodulationswandler aus dem Doppelrampentyp bestehen, wobei der Zähler aus dem Aufwärts-/Abwärtstyp besteht und Bezugsdigitalworte, die aus der zweiten Anzahl (S) niedrigstwertiger Bits bestehen, in der Form einer Folge von ansteigenden und abfallenden Rampen einer im Vergleich mit der mehrfachen Bitrate Fin·k halbierten Frequenz erzeugt.
Pulsbreitenmodulationsverstärker nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, daß er unsymmetrisch ist und eine einzelne Ausgangsleistungsstufe einsetzt.
Pulsbreitenmodulationsverstärker nach einem der Ansprüche 1, 2 und 3, der eine zusätzliche Leistungsstufe aufweist, die in Gegenphase zur ersten in einer Brückenanordnung arbeitet, in der die Inversion des Treibersignals zum invertierenden Eingang einer der beiden Leistungsstufen durch Invertieren der Pulsbreitenmodulationssignale realisiert wird, die durch das Pulscodemodulations-/Pulsbreitenmodulationswandlerpaar ausgegeben werden.
Pulsbreitenmodulationsverstärker nach einem der Ansprüche 1, 2 und 3, der eine zusätzliche Ausgangsleistungsstufe einsetzt, die in Gegenphase zur ersten in einer Brückenanordnung arbeitet und in der die Inversion des Treibersignals einer der beiden Leistungsstufen durch Invertieren jedes der ersten und zweite Busse und Verdoppelung des Pulscodemodulations-/Pulsbreitenmodulationswandlerpaares realisiert wird.
Pulsbreitenmodulationsverstärker nach einem der Ansprüche 1, 2 und 3, der eine zusätzliche Ausgangsleistungsstufe einsetzt, die in Gegenphase zur ersten in einer Brückenanordnung arbeitet, in der die Inversion des Treibersignals, das dem invertierenden Eingang einer der beiden Leistungsstufen zugeführt wird, durch Verdopplung des Pulscodemodulations-/Pulsbreitenmodulationswandlerpaares realisiert wird, wobei die Eingänge der beiden Wandler, die das verdoppelte zweite Pulscodemodulations-/Pulsbreitenmodulationswandlerpaar bilden mit dem ersten und zweiten Bus gekoppelt werden, ohne sie vorbeugend zu invertieren, sondern stattdessen die Rampen-Inversionsbefehle (Fup-down) der beiden Pulscodemodulations-/Pulsbreitenmodulationswandler des verdoppelten Paars invertiert werden.
Verstärker nach Anspruch 7, dadurch gekennzeichnet, daß er außerdem eine Einrichtung zum Invertieren der Pulsbreitenmodulationssignale, die durch die Pulscodemodulations-/Pulsbreitenmodulationswandler der beiden Wandlerpaare ausgegeben werden, die mit den niedrigstwertigen Bits (LSBdig) beliefert werden, eine zweite Dämpfungseinrichtung (RLSB2+RLSB1–) der invertierten Signale und eine Einrichtung zum jeweiligen Summieren der invertierten und gedämpften Signale am invertierenden Eingangsknoten zu den Signalen aufweist, die durch den anderen Pulscodemodulations-/Pulsbreitenmodulationswandler des jeweiligen Wandlerpaars erzeugt werden.