JP2003534691A - Pwmリミタ - Google Patents

Pwmリミタ

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JP2003534691A
JP2003534691A JP2001586769A JP2001586769A JP2003534691A JP 2003534691 A JP2003534691 A JP 2003534691A JP 2001586769 A JP2001586769 A JP 2001586769A JP 2001586769 A JP2001586769 A JP 2001586769A JP 2003534691 A JP2003534691 A JP 2003534691A
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JP
Japan
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signal
push
width modulator
pulse width
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JP2001586769A
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English (en)
Inventor
マルコ バークハウト
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Koninklijke Philips NV
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Philips Electronics NV
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    • HELECTRICITY
    • H03ELECTRONIC CIRCUITRY
    • H03FAMPLIFIERS
    • H03F3/00Amplifiers with only discharge tubes or only semiconductor devices as amplifying elements
    • H03F3/20Power amplifiers, e.g. Class B amplifiers, Class C amplifiers
    • H03F3/21Power amplifiers, e.g. Class B amplifiers, Class C amplifiers with semiconductor devices only
    • H03F3/217Class D power amplifiers; Switching amplifiers
    • HELECTRICITY
    • H03ELECTRONIC CIRCUITRY
    • H03FAMPLIFIERS
    • H03F3/00Amplifiers with only discharge tubes or only semiconductor devices as amplifying elements
    • H03F3/26Push-pull amplifiers; Phase-splitters therefor

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  • Engineering & Computer Science (AREA)
  • Power Engineering (AREA)
  • Amplifiers (AREA)
  • Error Detection And Correction (AREA)
  • Inverter Devices (AREA)

Abstract

(57)【要約】 本発明は、変調の深さを制限するためのパルス幅変調器リミタを具える改善されたプッシュプル増幅器を提供する。これにより、ハイ側の出力スイッチがひずみをもたらす期間閉じられうる先行技術の不利益が克服される。

Description

【発明の詳細な説明】
【0001】
【発明の属する技術分野】
本発明は、請求項1の序文に記載のプッシュプル増幅器に関する。本発明は更
に、このようなプッシュプル増幅器において用いられるパルス幅変調器に関する
【0002】
【従来の技術】
ナショナル・セミコンダクター社アプリケーションノートDS 101277
から、上述したようなD級増幅器は既知である。かかるノートには、拡張された
期間にわたってスイッチの一方がアクティブなままであることを防ぐリミタが記
載されている。
【0003】
【発明が解決しようとする課題】
このようなプッシュプル増幅器及びパルス幅変調器の不利な点は、この既知の
プッシュプル増幅器のクリップ挙動が出力信号のスペクトルを予測不可能なもの
にすることである。
【0004】
【課題を解決するための手段】
本発明の目的は、先行技術における不利益のないプッシュプル増幅器を提供す
ることである。本発明の別の目的は、プッシュプル増幅器を更に改善することで
ある。このために、本発明によるプッシュプル増幅器は請求項1の特徴を含む。
【0005】 ここで本出願人により同日出願された以下の係属中の出願と相互参照されたい
。 「カルーセルハンドシェーク」(出願人整理番号ID603908、欧州特許出願第0 20
1 818.2号)、 「レベルシフタ」(出願人整理番号ID604680、欧州特許出願第0 201 826.5号)
、 「サイレントスタート」(出願人整理番号ID604681、欧州特許出願第0 201 827.
3号)、 「復調フィルタ」(出願人整理番号ID604683、欧州特許出願第0 201 829.9号)
【0006】 本発明の実施例は従属項に記載されている。
【0007】 本発明のこれら及び他の側面は、以下に記載の例示から明らかになるであろう
【0008】
【発明の実施の形態】
図1は、本発明によるプッシュプル増幅器PPAの一例を示すブロック概略図
である。この増幅器は、入力ユニットIUを介して入力信号を受け取る。入力ユ
ニットは、パルス幅変調器PWMに結合されており、パルス幅変調器PWMはそ
の出力部が切替ユニットSUに結合されている。切替ユニットは、復調フィルタ
DFを介して増幅器の出力部Oに出力信号を供給する。
【0009】 パルス幅変調器は、帰還ループにおいて帰還素子RFに結合されている。帰還
素子RFは、その一方の端子が切替ユニットSUの出力部に結合されており、他
方の端子がパルス幅変調器の入力部に結合されている。
【0010】 パルス幅変調器は、第1の積分器FI及び第2の積分器SI並びに比較器CO
Mを更に有する。第1の積分器の入力部は、入力ユニットIUの出力部に結合さ
れており、第2の積分器の入力部は、第1の積分器FIの出力部に結合されてお
り、発振器OSCにも結合されている。
【0011】 切替ユニットSUは、スイッチ制御ユニットSCU並びに第1及び第2のスイ
ッチSW1、SW2をそれぞれ有する。復調フィルタはこの例ではインダクタン
スL及びキャパシタンスCとして示されており、2次のローパス復調フィルタ又
はより高次の復調フィルタでありえる。
【0012】 ループに供給される信号電流Isigが帰還電流Ifbを超えない限り、パル
ス幅変調器PWMによる制御ループの安定性が保証されうる。信号電流が大きく
なりすぎる場合、内部三角波信号が逸れる又は発散する。入力信号が低下し、ル
ープが制御を再開するまで、出力信号は、ハイ(高い)側又はロウ(低い)側の
いずれかに永続的に切り替えられる。復調フィルタの後、これは出力信号のクリ
ッピングとして現れる。変調の深さが0−100%の間に制限されるので、クリ
ッピングは実際にはパルス幅変調ドメインにおいて生じる。
【0013】 出力信号が持続的に一方の側に切り替えられることが望ましくない2つの理由
がある。
【0014】 まず第1に、出力信号のスペクトルが予測不可能になることである。PWM信
号及びスペクトルの解析において、変調は0−100%の間に制限されるものと
仮定される。結果として、高周波スペクトルが搬送波周波数の倍数のところに集
中する。この影響は、PWM信号が他の帯域の制限された高周波信号に干渉しな
いような方法で搬送波周波数を選ぶために利用することができる。しかしながら
、PWM信号がクリッピングすると直ちに、搬送波はもはや存在しなくなり、い
かなる周波数にもスペクトル成分が現れて他の信号を乱すことがありうる。
【0015】 第2に、プッシュプル増幅器における切替ユニットは、ハイ側のドライバを供
給するためにいわゆるブートストラップキャパシタを使用することができる。出
力部がハイ側に切り替えられるとすぐに、ブートストラップキャパシタは、ハイ
側のドライバにより放電される。ブートストラップ電圧が特定の値以下に下がる
と、ハイ側のスイッチがオフに切り替えられ、切替ユニットの出力部が、高いオ
ーミックになる。これは、負荷(例えばスピーカ)において耳に聞こえる奇妙な
音をもたらすことがある。
【0016】 上述した影響は両方とも回避することが可能であり、変調の深さが例えば5−
95%に制限される。この方法では、搬送波周波数が常に出力スペクトルに存在
し、ブートストラップキャパシタがクロック周期毎に再度充電される。変調の深
さは、比較器COMの出力信号をクロック信号と組み合わせることにより自動的
に制限することができる。
【0017】 2つの積分器の代わりに、ただ1つの積分器を使用し、比較器の反転入力部に
おいて例えばのこぎり波信号を供給することも可能である。
【0018】 図2には、変調の深さ5%、50%及び95%について、発振器と比較したp
wm信号のタイミングが示されている。
【0019】 図2において分かるように、pwm信号の立ち上がり端は、常に発振器信号の
立ち上がり端に先行し、同じことが立ち下がり端にも当てはまる。従って、pw
m信号が発振器の立ち上がり端の間ロウである場合、ループは、制御範囲外でな
ければならない。ここで、切替ユニットを切り替えるためにクロックの立ち上が
り端によって非常に短いパルスを生成することができ、これは、出力部において
最小幅のパルスを与える。反対のことが立ち下がり端に当てはまる。この方法で
は、変調の深さは自動的に制限される。最小出力パルスの長さは、パワー経路に
おいて使用することができるいわゆるハンドシェークシステムの速度により決定
される。この形態において、変調の深さの制限は、論理関数として実現されるこ
とができる。
【0020】 この論理関数の状態遷移図は、図3に示されている。状態遷移図から図4に示
すカルノー図が導き出される。カルノー図は、ビットR及びSに関して複合論理
回路インプリメンテーションにおいて直接変換される。以下の状況について考え
る。制御ループが調整範囲から外れており、比較器の出力信号compが絶えず
ハイであるとする。osc信号もまたハイであるとき、PWMリミタ論理は状態
11へジャンプし、出力pwmはハイである。ここで、osc信号がロウになる
と、論理は状態10へジャンプし、pwmはハイのままである。そののち、os
c信号が再びハイになると、論理は状態00へジャンプし、これによりpwmが
ロウになる。しかしながら、論理は直ちに状態11へジャンプし、これによりp
wmが再びハイになる。従って、pwm信号は、非常に短いパルスを示し、それ
故切替ユニットの出力信号もまた(最小の)長さのパルスを示すことになる。p
wmパルスが切替ユニットにより検出されない場合、PWMリミタの目的は失わ
れる。pwm信号の検出を保証するために、ハンドシェークを使用することがで
きる。ハンドシェークは、前の例において、pwm信号の遷移が切替ユニットか
ら確かめられるまで、PWMリミタ論理が状態00のままであるようなやり方で
構成される。この確認は、リリース(release)信号から得られる。
【0021】 PWMリミタの論理インプリメンテーションは図5に示されている。イネーブ
ルパワー(enablepower)がロウであり、切替ユニットが非アクティブであり、
リリース信号が絶えずハイであるとき、この例においてpwm信号が直接に帰還
され、切替ユニットによるハンドシェーキングは行われない。イネーブルパワー
がハイであるとき、切替ユニットはアクティブである。このときpwm信号の代
わりにリリース信号が帰還される。通常の環境において、リリース信号は小さい
遅延を伴ってpwm信号に続く。従って、PWMリミタ論理のタイミングはカル
ーセルと同期する。
【0022】 切替ユニットの出力部におけるパルスの最小長は、切替ユニット自体により制
御されることに注意されたい。PWMリミタは、出力パルスの最大長を発振器の
期間との比較により制限する。
【0023】 図6において、プッシュプル増幅器(更に図1を参照)の一実施形態の一部が
示されている。入力ユニットIU6は、入力信号を受け取る。パルス幅変調器P
WM6において、パルス幅変調された信号が得られる。先行技術のプッシュプル
増幅器の問題を克服するために、パルス幅変調器PWM6と、切替ユニットSU
6との間に、パルス幅変調器リミタPLIM6が設けられる。これにより、上述
の論理が実現される。
【0024】 各クロックサイクル毎ではなく、2クロックサイクル毎に出力部にパルスを生
成することも可能であることに注意すべきである。これにより、変調の深さは先
行技術の不利益をもつことなく改良されうる。
【0025】 図7は、発振器信号oscからのoscロウ及びoscハイという2つの信号
に関する別の実施例の状態図を示している。図8は、対応するタイミング信号を
示している。これにより、クリッピングの間において、切り替えの数は2で割ら
れた数であり、従って増幅器の性能を更に改善し、EMCを低減する。
【0026】 本出願人による特許出願「カルーセルハンドシェーク」を再び参照されたい。
その中には、出力部におけるパルスの最小の長さがカルーセルにおいて決定され
ることが記述されている。
【図面の簡単な説明】
【図1】プッシュプル増幅器の一例のブロック概略図。
【図2】パルス幅変調器信号及び発振器信号のタイミング図。
【図3】パルス幅変調器リミタ論理の状態図。
【図4】パルス幅変調器リミタ論理のカルノー図。
【図5】パルス幅変調器リミタ論理のインプリメンテーションを示す図。
【図6】リミタをもつパルス幅変調器の一例を示す図。
【図7】別の実施例の状態図。
【図8】図7の実施例のタイミング信号を示す図。
───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き Fターム(参考) 5J090 AA02 AA17 CA21 CA41 DN02 FA01 HA29 HA33 HA38 KA17 KA20 KA31 KA32 KA42 KA53 MA11 MN01 SA05 TA01 TA02 TA06 5J091 AA02 AA17 CA21 CA41 FA01 HA29 HA33 HA38 KA17 KA20 KA31 KA32 KA42 KA53 MA11 SA05 TA01 TA02 TA06 UW01 5J500 AA02 AA17 AC21 AC41 AF01 AH29 AH33 AH38 AK17 AK20 AK31 AK32 AK42 AK53 AM11 AS05 AT01 AT02 AT06 ND02 NM01 WU01

Claims (4)

    【特許請求の範囲】
  1. 【請求項1】入力信号を受け取る入力部と、出力信号を供給する出力部と、
    を有するとともに、少なくとも2つの積分器、比較器及び帰還素子をもつパルス
    幅変調器と、前記パルス幅変調器の出力部に結合された少なくとも2つのスイッ
    チをもつ切替ユニットと、前記切替ユニットの出力部に結合された復調器フィル
    タと、を備えるプッシュプル増幅器であって、 前記パルス幅変調器が、復調の深さを制限するパルス幅変調器リミタを有する
    ことを特徴とする、プッシュプル増幅器。
  2. 【請求項2】前記パルス幅変調器リミタは、第1の入力部において比較器出
    力信号を受け取り、第2の入力部において発振器信号を受け取る2つの入力部と
    、前記プッシュプル増幅器の出力部に結合された出力部と、をもつ論理回路を有
    することを特徴とする、請求項1に記載のプッシュプル増幅器。
  3. 【請求項3】前記プッシュプル増幅器がD級増幅器であることを特徴とする
    、請求項1に記載のプッシュプル増幅器。
  4. 【請求項4】請求項1に記載のプッシュプル増幅器に用いられるパルス幅変
    調器リミタ。
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EP00201828 2000-05-25
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DE (1) DE60138382D1 (ja)
WO (1) WO2001091284A1 (ja)

Cited By (1)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JP2011097504A (ja) * 2009-11-02 2011-05-12 Hitachi Kokusai Electric Inc 電源回路

Families Citing this family (17)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
FR2812478B1 (fr) * 2000-07-27 2003-01-10 Rene Lambruschi Circuit electronique de conversion d'un signal et amplificateur integrant ledit circuit
JP2002299968A (ja) * 2001-03-30 2002-10-11 Pioneer Electronic Corp D級アンプ
AT411415B (de) * 2001-12-11 2003-12-29 Bier Guenther Ing Verfahren und vorrichtung zur erzeugung einer einem eingangs-datenstrom folgenden wechselspannung
US7038535B2 (en) * 2003-03-29 2006-05-02 Wai Laing Lee PWM digital amplifier with high-order loop filter
US7345533B2 (en) * 2004-03-26 2008-03-18 Asp Technologies PWM digital amplifier with high-order loop filter
US7516114B2 (en) * 2004-10-22 2009-04-07 International Business Machines Corporation Visual structuring of multivariable data
US7218173B2 (en) * 2005-04-08 2007-05-15 Maxim Integrated Products, Inc. Minimum on time, dual supply class D amplifiers with ground speaker returns and methods of class D amplification
WO2006109235A1 (en) * 2005-04-15 2006-10-19 Koninklijke Philips Electronics N.V. Class-d amplifier
JP2010504004A (ja) * 2006-07-07 2010-02-04 エヌエックスピー ビー ヴィ D級音声増幅器
US7518442B1 (en) * 2006-10-10 2009-04-14 National Semiconductor Corporation Circuit and method for suppressing switching and supply-related errors in a PWM power stage by instantaneous per-pulse feedback
EP2127070B1 (en) * 2007-03-14 2018-12-26 Nxp B.V. A data processing system for clipping correction
US8067980B2 (en) * 2007-06-27 2011-11-29 Nxp B.V. Pulse width modulation circuit and class-D amplifier comprising the PWM circuit
KR101728185B1 (ko) * 2009-10-28 2017-04-18 가부시키가이샤 한도오따이 에네루기 켄큐쇼 Pwm 리미터 회로
EP2562933A1 (en) 2011-08-25 2013-02-27 Nxp B.V. Class D amplifier and control method
EP3281293B1 (en) * 2015-04-09 2019-02-13 Icepower A/S Duty cycle clipper
US11646707B2 (en) * 2020-05-21 2023-05-09 Novatek Microelectronics Corp. Analog front end with pulse width modulation current compensation
US11463052B2 (en) 2020-11-30 2022-10-04 Stmicroelectronics S.R.L. PWM driving circuit and method

Family Cites Families (4)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
US5389829A (en) * 1991-09-27 1995-02-14 Exar Corporation Output limiter for class-D BICMOS hearing aid output amplifier
US5777512A (en) * 1996-06-20 1998-07-07 Tripath Technology, Inc. Method and apparatus for oversampled, noise-shaping, mixed-signal processing
US5974089A (en) * 1997-07-22 1999-10-26 Tripath Technology, Inc. Method and apparatus for performance improvement by qualifying pulses in an oversampled noise-shaping signal processor
WO1999038255A2 (en) 1998-01-22 1999-07-29 Koninklijke Philips Electronics N.V. Pwm amplifier

Cited By (1)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JP2011097504A (ja) * 2009-11-02 2011-05-12 Hitachi Kokusai Electric Inc 電源回路

Also Published As

Publication number Publication date
US20020000877A1 (en) 2002-01-03
KR20020056874A (ko) 2002-07-10
DE60138382D1 (de) 2009-05-28
ATE429070T1 (de) 2009-05-15
US6577186B2 (en) 2003-06-10
EP1293038A1 (en) 2003-03-19
EP1293038B1 (en) 2009-04-15
WO2001091284A1 (en) 2001-11-29
KR100809241B1 (ko) 2008-02-29

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