NL1035333C2 - Werkwijze en stuurschakeling voor het sturen van pulsbreedtemodulatie. - Google Patents

Werkwijze en stuurschakeling voor het sturen van pulsbreedtemodulatie. Download PDF

Info

Publication number
NL1035333C2
NL1035333C2 NL1035333A NL1035333A NL1035333C2 NL 1035333 C2 NL1035333 C2 NL 1035333C2 NL 1035333 A NL1035333 A NL 1035333A NL 1035333 A NL1035333 A NL 1035333A NL 1035333 C2 NL1035333 C2 NL 1035333C2
Authority
NL
Netherlands
Prior art keywords
signal
pulse width
input
voltage level
correction
Prior art date
Application number
NL1035333A
Other languages
English (en)
Inventor
Bruno Johan Georges Putzeys
Original Assignee
Hypex Electronics B V
Priority date (The priority date is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the date listed.)
Filing date
Publication date
Application filed by Hypex Electronics B V filed Critical Hypex Electronics B V
Priority to NL1035333A priority Critical patent/NL1035333C2/nl
Priority to EP09734104.4A priority patent/EP2269302B1/en
Priority to PCT/NL2009/000100 priority patent/WO2009131440A1/en
Priority to CN200980114544.8A priority patent/CN102017401B/zh
Priority to JP2011506212A priority patent/JP5479458B2/ja
Priority to US12/736,633 priority patent/US8289097B2/en
Application granted granted Critical
Publication of NL1035333C2 publication Critical patent/NL1035333C2/nl
Priority to HK11110671.2A priority patent/HK1156443A1/xx

Links

Classifications

    • 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
    • H03F1/00Details of amplifiers with only discharge tubes, only semiconductor devices or only unspecified devices as amplifying elements
    • H03F1/32Modifications of amplifiers to reduce non-linear distortion
    • HELECTRICITY
    • H03ELECTRONIC CIRCUITRY
    • H03KPULSE TECHNIQUE
    • H03K7/00Modulating pulses with a continuously-variable modulating signal
    • H03K7/08Duration or width modulation ; Duty cycle modulation
    • HELECTRICITY
    • H03ELECTRONIC CIRCUITRY
    • H03FAMPLIFIERS
    • H03F2200/00Indexing scheme relating to amplifiers
    • H03F2200/03Indexing scheme relating to amplifiers the amplifier being designed for audio applications
    • HELECTRICITY
    • H03ELECTRONIC CIRCUITRY
    • H03FAMPLIFIERS
    • H03F2200/00Indexing scheme relating to amplifiers
    • H03F2200/351Pulse width modulation being used in an amplifying circuit
    • HELECTRICITY
    • H03ELECTRONIC CIRCUITRY
    • H03FAMPLIFIERS
    • H03F2200/00Indexing scheme relating to amplifiers
    • H03F2200/372Noise reduction and elimination in amplifier
    • HELECTRICITY
    • H03ELECTRONIC CIRCUITRY
    • H03FAMPLIFIERS
    • H03F2200/00Indexing scheme relating to amplifiers
    • H03F2200/78A comparator being used in a controlling circuit of an amplifier

Landscapes

  • Engineering & Computer Science (AREA)
  • Power Engineering (AREA)
  • Physics & Mathematics (AREA)
  • Nonlinear Science (AREA)
  • Amplifiers (AREA)
  • Amplitude Modulation (AREA)

Description

Korte aanduiding: Werkwijze en stuurschakeling voor het sturen van pulsbreedtemodulatie.
BESCHRIJVING
5 Gebied van de Uitvinding
De onderhavige uitvinding heeft betrekking op een werkwijze voor het verschaffen van pulsbreedtemodulatie, omvattende de stappen van het verschaffen van een pulsbreedte-gemoduleerd signaal op basis van een ingangssignaal en een referentiesignaal, het terugkoppelen van het pulsbreedte-10 gemoduleerde signaal naar het ingangssignaal, en het filteren van ten minste het pulsbreedte-gemoduleerde signaal met behulp van een lusfilter, waarbij het referentiesignaal periodiek is met een referentiefrequentie.
Voorts heeft de uitvinding betrekking op een stuurschakeling voor het sturen van pulsbreedtemodulatie, welke geschikt is voor gebruik in een 15 werkwijze zoals hierboven beschreven.
Achtergrond van de Uitvinding
Pulsbreedtemodulatie is een techniek waarmee een analoog signaal kan worden bemonsterd in een signaal met twee toestanden (binair) door het 20 analoge signaal te vergelijken met een referentiesignaal. Pulsbreedtemodulatie wordt onder andere toegepast in klasse D-versterkers voor audiotoepassingen. Klasse D-versterkers staan bekend om het hoge vermogensrendement (weinig energieverlies), en een relatief eenvoudig schema. De eenvoudige mechanische opbouw van deze versterkers zorgt ervoor dat ze klein en compact kunnen worden 25 uitgevoerd. Klasse D-versterkers zijn gebaseerd op het principe dat een binnenkomend audiosignaal wordt vergeleken met een periodiek referentiesignaal bevattende op- en neergaande flanken per periode. Er wordt daarbij gebruik gemaakt van geschakelde versterking, waarbij een uitgangssignaal van de geschakelde versterkereenheid op een eerste spanningsniveau wordt geschakeld 30 wanneer de spanningswaarde van het audiosignaal kleiner is dan de spanningswaarde van het referentiesignaal, en waarbij het uitgangssignaal op een tweede spanningsniveau wordt geschakeld wanneer de spanning van het audiosignaal groter is dan de spanning van het referentiesignaal.
Een standaard stuurschakeling voor pulsbreedtemodulatie van een 1035333 2 klasse D-versterker overeenkomstig de stand van de techniek is schematisch weergegeven in figuur 1. Figuur 1 toont een schakeling 1 welke is gebaseerd op een geschakelde versterkereenheid 9. Een ingangssignaal 3 wordt aangeboden aan de schakeling en wordt tezamen met een referentiesignaal 4 via ingangen 7 en 8, aan 5 de geschakelde versterkereenheid 9 verschaft. De geschakelde versterkereenheid 9 vergelijkt de spanningswaarden tussen ingangen 7 en 8, wanneer het ingangssignaal een spanningswaarde heeft die groter is dan de spanningswaarde van het referentiesignaal hier aangeboden via ingang 8, aan de uitgang van de versterker-eenheid een hoog spanningssignaal VH 10 verschaft. Wanneer echter de 10 referentie-spanning Vref aan ingang 8 groter is dan de spanningswaarde Vc op ingang 7 van de geschakelde versterkereenheid 9, zal aan de uitgang van de geschakelde versterker 9 een laagspanningsniveau VL 11 worden voortgebracht. Schematisch is in figuur 1 aangegeven, met behulp van opteleenheid 15 dat de geschakelde versterkingseenheid 9 een verstoringsterm Ve toevoegt aan het 15 uitgangssignaal. Het uitgangssignaal van de schakeling is aangeduid met Vo aan uitgang 18.
De schakeling 1 wordt verder gekenmerkt doordat deze een terugkoppellus 20 omvat, welke de uitgangsspanning Vo terugkoppelt naar de ingang 3 van de schakeling, en deze uitgangsspanning Vo toevoegt aan het ingangssignaal 20 Vi, schematisch aangeduid met opteleenheid 21. Het terugkoppelen van het uitgangssignaal Vo naar de ingang van de schakeling, en het samenvoegen daarvan met Vi, is van belang voor het corrigeren van verscheidene onvolkomenheden (in gedachten gegroepeerd in verstoringsterm Ve), in het bijzonder ten aanzien van de timing en fase in de vermogenstrap. Element 22 geeft schematisch de 25 overdrachtsfunctie H(s) van de schakeling aan. Deze omvat zowel de overdrachtsfunctie van het voorwaartse pad als die van het terugkoppelpad (het terugkoppelfilter). In het navolgende zal dit element worden aangeduid met lusfilter 22.
Een probleem bij pulsbreedtemodulatieschakelingen met terug-30 koppeling, zoals schakeling 1 getoond in figuur 1, is intermodulatie tussen het ingangssignaal en het terugkoppelsignaal. Het uitgangssignaal Vo bestaat uit de gewenste gemiddelde uitgangsspanning, verstoringen en een groot schakelresidu, en omvat daarmee veel hoogfrequente componenten zoals in het navolgende verder zal worden toegelicht. Het terugkoppelsignaal bestaat uit het volledige 3 pulsbreedtemodulatiesignaal Vo. Het terugkoppelsignaal Vo wordt samengèvoegd met het ingangssignaal Vi en na lusfilter 22 als signaal Vc aangeboden aan de vergelijkende geschakelde versterker 9. Het lusfilter 22 zorgt ervoor dat het signaal Vo+Vi lineair vervormd wordt, en wijzigt van fase en/of amplitude van de spectrale 5 componenten van het signaal Vo+Vi. De oorspronkelijk rechtlijnige signaalvorm, met reguliere rechtlijnige flanken, komt daardoor in Vc (dus na het lusfilter 22) uit (kromme) lijnstukken met een niet toe- of afnemende helling te bestaan. De eerste afgeleide d(Vo+Vi)/dt is ter hoogte van de comparator nu niet meer constant, en wijzigt afhankelijk van de modulatie-index (duty cycle). De geschakelde versterker 9 10 zal niet-lineair vervormen, en voegt dus harmonischen toe, als gevolg van de ‘kromme’ flanken van het signaal Vc door de lineaire vervorming van lusfilter 22.
Het moment waarop, per periode, het uitgangssignaal van de geschakelde versterkereenheid 9 van het eerste spannings-niveau, bijvoorbeeld VH, omschakelt naar het tweede spanningsniveau, bijvoorbeeld VL, wordt bepaalt door 15 de relatieve spanningsniveau van enerzijds de referentie-spanning en anderzijds de spanning van het ingangssignaal. Het omschakelpunt tussen twee spanningsniveaus in het uitgangssignaal Vo ligt op het snijpunt van de flanken van het referentiesignaal Vref op ingang 8, en het signaal Vc op ingang 7 van de geschakelde versterker. Vc heeft kromme flanken die in een ideaal model juist 20 rechtlijnig en regulier zouden zijn. De snijpunten tussen de flanken van Vc en de flanken van Vref liggen daarom niet op de plaats waar deze in het ideale geval zouden liggen. Het moment van omschakelen van het ene spanningsniveau naar het andere spanningsniveau is daarmee afhankelijk geworden van de vervorming in het signaal Vc, en is daarmee onbekend. Wanneer als referentiesignaal een 25 driehoeksvormig signaal wordt gebruikt (dit is in figuur 1 niet het geval), dan is het omslagpunt van het eerste spanningsniveau naar het tweede spanningsniveau, en terug van het tweede spanningsniveau naar het eerste spanningsniveau in beide gevallen onbekend. Het uiteindelijke uitgangssignaal Vo is dus eveneens vervormd.
Het niet-lineaire gedrag van de schakeling wordt aangewakkerd 30 doordat het spectrum van het uitgangssignaal Vo een voortdurend varieert met de modulatie. De spectrale eigenschappen van het uitgangssignaal Vo zijn als volgt te verklaren. Voor een ingangssignaal Vi met een relatief hoog spanningsniveau zal de uitgangssignaal Vo per periode zich voor een relatief korte tijd op het tweede spanningsniveau bevinden, en zal het zich voor de resterende tijd per periode op het 4 eerste spanningsniveau bevinden. Is daarentegen de spanningswaarde van de ingangsspanning Vi relatief laag, dan zal de uitgangsspanning Vo zich voor een relatief korte tijd per periode op het eerste spanningsniveau bevinden, en voor een relatief lange tijd per periode op het tweede spanningsniveau bevinden. De tijdsduur 5 waarin het uitgangssignaal zich in één van de twee spanningsniveaus bevindt is dus in grote mate afhankelijk van de spanningswaarde van het ingangssignaal. Dit brengt met zich mee dat het spectrum van het uitgangssignaal, met inbegrip van de harmonischen, daardoor sterk varieert met de modulatie.
Ter verkleining van de problemen met niet-lineariteit is eerder reeds 10 voorgesteld om geen gebruik te maken van een driehoekvormig referentiesignaal, maar van bijvoorbeeld een zaagtandsignaal. Het gebruik van een zaagtand-referentiesignaal heeft namelijk als voordeel dat één van de flanken van het referentiesignaal dermate scherp daalt (of stijgt) dat het omslagmoment aan de uitgang van de geschakelde versterkereenheid 9, van het ene spanningsniveau 15 (bijvoorbeeld VH) naar het andere spanningsniveau (bijvoorbeeld VL) nagenoeg vastligt. Dit echter lost het probleem niet op, aangezien het geen oplossing verschaft voor het met de modulatie variërende spectrum van het uitgangssignaal.
Internationale octrooiaanvrage nr. W0/2006/030373 gaat in op het hierboven geschetste probleem, en stelt eveneens dat bij gebruik van een zaagtand-20 referentiesignaal, ten minste één van de twee flanken per periode van het periodieke signaal, zijnde de scherpe flank, geen informatie draagt. Teneinde de situatie te verbeteren stelt dit document voor om bij het ingangssignaal dat wordt aangeboden aan de geschakelde versterkereenheid, een kunstmatig voortgebrachte zaagtand-frequentiesignaal als verondersteld terugkoppelsignaal vóór de 25 geschakelde versterkereenheid aan het ingangssignaal toe te voegen. Het samengestelde signaal wordt, voordat bewerking in de geschakelde versterkereenheid plaatsvindt, vervolgens teruggekoppeld naar het begin van het voorwaartse pad, dus vóór het filter. In de geschakelde versterkereenheid wordt daarna het binnenkomende samengestelde en teruggekoppelde signaal vergeleken met “0", 30 voor het bepalen van de O-doorgangen. Omslagpunten van het eerste spanningsniveau naar het tweede spanningsniveau, en van het tweede spanningsniveau terug naar het eerste spanningsniveau per periode, worden bepaald door de 0-doorgangen van het verkregen teruggekoppelde samengestelde signaal.
Het effect van deze werkwijze is dat de afwijking van de in het 5 pulsbreedte gemoduleerde signaal opgeslagen informatie van de in het ingangssignaal opgeslagen informatie, het schakelresidu, relatief constant is. De invloed van het filter op het uitgangssignaal wordt daardoor relatief gering. Een groot nadeel van deze methode is echter dat er een veronderstelling wordt gemaakt van het 5 signaal dat dient te worden teruggekoppeld vanaf de uitgang van de pulsbreedtemodulatie-eenheid naar het ingangssignaal. Dit terugkoppelsignaal wordt gesimuleerd, en aangeboden aan het ingangssignaal zonder dat de geschakelde versterker 9 en het eventuele uitgangsfilter (niet getoond in figuur 1) een rol hebben gespeeld bij het voortbrengen van dit terugkoppelsignaal. Het 10 uiteindelijke pulsbreedte-gemoduleerde signaal wordt derhalve op geen enkele wijze gebruikt voor terugkoppeling, en slechts indien de geschakelde versterkereenheid 9 en de pulsbreedte-modulatie die daarin plaatsvindt, ideaal zijn, kan een dergelijke methode zodanig worden uitgevoerd dat er geen nieuwe verstoringen worden geïntroduceerd. De werkelijkheid is echter anders, de werking van geschakelde 15 versterkereenheid 9 is niet ideaal, zoals bijvoorbeeld in figuur 1 schematisch is aangegeven, en in het uitgangssignaal Vo aan uitgang 18 is een component Ve aanwezig welke aan het uitgangssignaal van de geschakelde versterker-eenheid 9 is toegevoegd (opteleenheid 15). Zonder kennis van deze verstorings-component Ve 14 kan de in WO 2006/030373 beschreven methode niet tot goede resultaten leiden. 20 Een verder probleem van de in WO/2006/030373 beschreven methode is dat deze niet eenvoudig te implementeren is, en gebruikmaakt van een zaagtandgenerator direct voorafgaand aan de geschakelde versterkereenheid, voor het verschaffen van het terugkoppelsignaal. Een zuivere zaagtand is niet eenvoudig om voort te brengen, en in WO/2006/030373 is daarom gebruik gemaakt van een 25 digitale zaagtandgenerator.
Samenvatting van de Uitvinding
Het is een doel van de onderhavige uitvinding een pulsbreedte-modulatielus te verschaffen welke eenvoudig is in opbouw, desgewenst volledig 30 analoog kan worden uitgevoerd, en welke het te verwerken ingangssignaal zo min mogelijk verstoort.
De uitvinding verschaft daartoe een werkwijze voor het verschaffen van pulsbreedtemodulatie, omvattende de stappen van het verschaffen van een pulsbreedte-gemoduleerd signaal op basis van een ingangssignaal en een 6 referentiesignaal, het terugkoppelen van het pulsbreedte-gemoduleerde signaal naar het ingangssignaal, en het filteren van ten minste het pulsbreedte-gemoduleerde signaal met behulp van een lusfilter, waarbij het referentiesignaal periodiek is met een referentiefrequentie, en waarbij de stap van het verschaffen 5 van het pulsbreedte-gemoduleerde signaal omvat: het ten minste één maal per periode van het referentiesignaal omschakelen van het pulsbreedte-gemoduleerde signaal van een eerste spanningsniveau naar een tweede spanningsniveau, in afhankelijkheid van een vergelijking tussen het ingangssignaal en het referentiesignaal; en het ten minste één maal op een vastgesteld tijdsmoment per 10 periode van het referentiesignaal omschakelen van het pulsbreedte-gemoduleerde signaal van het tweede spanningsniveau naar het eerste spanningsniveau; waarbij de werkwijze verder de stap omvat van het toevoegen van een periodiek correctiesignaal, waarbij een werkingsfrequentie van het periodieke correctiesignaal is afgestemd op de referentiefrequentie, en waarbij het correctiesignaal een 15 spanningsstap omvat welke samenvalt met en tegengesteld is gericht aan de omschakeling van het tweede spanningsniveau naar het eerste spanningsniveau van het pulsbreedte-gemoduleerde signaal, voor het ten minste ten dele compenseren van het omschakelen.
De uitvinding is gebaseerd op het inzicht dat de omschakeling van 20 het pulsbreedte-gemoduleerde uitgangssignaal van het tweede spanningsniveau naar het eerste spanningsniveau, dat op een vastgesteld tijdsmoment per periode plaatsvindt en daardoor geen informatie omvat, uit het pulsbreedte-gemoduleerde signaal kan worden weggehaald door een correctiesignaal aan te bieden omvattende een compenserende spanningsstap welke tegengesteld is gericht aan 25 de spanningsstap van het tweede spanningsniveau naar het eerste spanningsniveau, en daarmee samenvalt. Door deze spanningsstap welke geen informatie verschaft uit het pulsbreedte-gemoduleerde signaal weg te nemen, wordt het spectrum van het pulsbreedte-gemoduleerde signaal kleiner en vervallen de met een informatieloze spanningsstap samenhangende signaalcomponenten. Het hoog-30 frequente deel van het spectrum van het teruggekoppelde signaal wordt daardoor veel minder variabel, en dit uit zich in een reductie van de mate van intermodulatie tussen het referentiesignaal en het hoogfrequente deel van het teruggekoppelde signaal, waardoor er veel minder verstoring optreedt.
Een verder voordeel van deze methode is dat het terugkoppel- 7 signaal dat wordt toegevoegd aan het ingangssignaal, het werkelijke pulsbreedte-gemoduleerde signaal omvat dat is gecorrigeerd voor de informatieloze spannings-stappen. Het aan de ingang aangeboden terugkoppelsignaal is dus een 'werkelijk' terugkoppelsignaal dat afkomstig is vanaf de uitgang van de schakeling en dat niet 5 op de een of andere wijze is geïdealiseerd. Deze methode zorgt voor een constant gemaakt schakelresidu, dat veel minder door het filter wordt beïnvloed, waardoor de kwaliteit van het uitgangssignaal in sterke mate verbetert.
De verbetering is het meest significant, wanneer de amplitude van het periodieke correctiesignaal is afgestemd op een verschil tussen het eerste en 10 tweede spanningsniveau. Op deze wijze is het namelijk mogelijk de informatieloze spanningsstap op het omschakelpunt van het tweede naar het eerste spanningsniveau volledig te compenseren, en weg te nemen uit het terugkoppelsignaal.
Bij voorkeur, en overeenkomstig een verdere uitvoeringsvorm, omvat het correctiesignaal eveneens een zaagtandsignaal. Voordeel hiervan is dat 15 de schuine flanken van het zaagtandsignaal, de offset van het uitgangssignaal, als gevolg van het compenseren van de flanken van het tweede spanningsniveau naar het eerste spanningsniveau, kunnen compenseren zodat het uitgangssignaal constant kan variëren rondom bijvoorbeeld een evenwichtsspanning. Met de term “offset” wordt bedoeld de afwijking van de gemiddelde spanning van het uitgangs-20 signaal ten opzichte van de gewenste evenwichtsspanning. Wanneer de (informatieloze) spanningsstappen in pulsbreedte-gemoduleerde signaal worden gecompenseerd, zal in principe het uitgangssignaal slechts spanningsstappen in ‘een richting' omvatten, bijvoorbeeld in spanning omhoog, met een spanningsverschil gelijk aan het spanningsverschil tussen het eerste spanningsniveau en het 25 tweede spanningsniveau. Er ontstaat dan bijvoorbeeld een signaal met een trapvorm waarvan de spanningswaarde (theoretisch) steeds groter wordt. Dit kan worden gecompenseerd door gebruik te maken van een zaagtandsignaal als correctiesignaal waarbij de schuine flanken van het zaagtandsignaal de spanningswaarde van het uitgangssignaal weer geleidelijk terugbrengen naar het 30 eerste spanningsniveau.
Het correctiesignaal kan aan de schakeling worden aangeboden bijvoorbeeld direct achter de geschakelde versterkereenheid in de pulsbreedte-modulatielus. Dit zou in een ideale situatie een goed uitgangspunt zijn, aangezien direct achter de geschakelde versterkereenheid de informatieloze flanken van het 8 pulsbreedte-gemoduleerde signaal zouden kunnen worden weggenomen, zonder dat deze flanken, als gevolg van overdrachtsfuncties in de resterende schakeling of de terugkoppellus, van invloed kunnen zijn op het gedrag van de schakeling. In veel gevallen zijn er echter andere componenten, bijvoorbeeld een uitgangsfilter, 5 aanwezig tussen de uitgang van de pulsbreedtemodulatielus en de uitgang van de geschakelde versterker. Door het correctiesignaal direct achter de geschakelde versterker aan te bieden, is het niet meer mogelijk om in het uitgangsfilter de ruisafkomstig van het correctiesignaal te onderscheiden van ruis welke reeds aanwezig was in het pulsbreedte-gemoduleerde signaal. Doordat het uitgangsfilter 10 de mate van ruis in het terugkoppelsignaal zal trachten te minimaliseren, zal de in het correctiesignaal aanwezige ruis gespiegeld aanwezig zijn in het pulsbreedte-gemoduleerde uitgangssignaal.
Het correctiesignaal kan daarom ook bijvoorbeeld achter het uitgangsfilter worden toegevoegd aan het pulsbreedte-gemoduleerde uitgangs-15 signaal, bijvoorbeeld in de terugkoppellus. Dit gaat echter alleen goed wanneer het correctiesignaal wordt gecompenseerd voor de overdrachtsfunctie van het uitgangsfilter. Dit principe kan niet alleen worden toegepast voor het uitgangsfilter, maar tevens voor alle andere overdrachtsfuncties van componenten die aanwezig zijn in de terugkoppellus of het voorwaartse pad tussen de uitgang van de 20 geschakelde versterker, en de plaats waar het correctiesignaal wordt toegevoegd. Op deze wijze kan het correctiesignaal dus overal in de schakeling worden toegevoegd, mits deze is gecompenseerd voor vervorming als gevolg van overdrachtsfuncties van componenten gelegen tussen de uitgang van de geschakelde versterkereenheid, en het optelpunt, gezien over de terugkoppellus.
25 Overeenkomstig een voorkeursuitvoeringsvorm verschaft de uitvinding daarom een werkwijze welke wordt uitgevoerd met behulp van een schakeling omvattende een of meer werkzame componenten, en waarbij het correctiesignaal is gecompenseerd voor vervorming als gevolg van een overdrachtsfunctie van ten minste een van deze componenten. Het correctiesignaal kan op deze 30 wijze worden toegevoegd achter het uitgangsfilter, in de terugkoppellus, aan de ingang van het voorwaartse pad indien tevens is gecompenseerd voor de overdrachtsfunctie van de terugkoppellus, aan de signaalingang van de geschakelde versterker mits is gecompenseerd voor alle voorgaande overdrachtsfuncties vanaf de uitgang van de geschakelde versterker langs het uitgangsfilter 9 over de terugkoppellus over het voorwaartse pad naar de ingang van de geschakelde versterkereenheid, etc.
Een belangrijk inzicht van de uitvinding is dat het correctiesignaal ook kan worden aangeboden aan de geïnverteerde ingang van de geschakelde 5 versterkereenheid, welke wordt gebruikt voor het aanbieden van het referentie-signaal. Het correctiesignaal dient in dat geval niet alleen te zijn gecompenseerd voor alle overdrachtsfuncties van het uitgangsfilter, de terugkoppellus en het voorwaartse pad, maar dient tevens te zijn geïnverteerd. Het belang van dit inzicht is dat de kwaliteit van het pulsbreedte-gemoduleerde uitgangssignaal van een 10 pulsbreedtemodulatielus, zoals een klasse D versterker, in grote mate kan worden verbeterd door het referentiesignaal op geschikte wijze te “verstoren” met een correctiesignaal. Door een op deze wijze “verstoord” referentiesignaal aan te bieden aan de referentie-ingang van de geschakelde versterkereenheid, kan gewerkt worden met een standaard pulsbreedtemodulatieschakeling. Door dit inzicht kan de 15 uitvinding rechtstreeks worden geïmplementeerd in een analoge schakeling, zonder deze aan te hoeven passen, en zonder gebruik te hoeven maken van additionele componenten zoals in de oplossingen overeenkomstig de stand van de techniek. Het referentiesignaal is in feite vooraf aangepast aan de niet-ideale omstandigheden in de schakeling, zodat deze nauwelijks invloed hebben op het 20 pulsbreedte-gemoduleerde signaal.
In principe kan de uitvinding worden toegepast op elke pulsbreedtemodulatieschakeling mits het pulsbreedte-gemoduleerde signaal een scherpe flank of spanningsstap omvat waarvan het moment van optreden per periode vastligt en bepaalbaar is dan wel bekend is. Dit voordeel kan eenvoudig worden bereikt door 25 bijvoorbeeld gebruik te maken van een referentiesignaal dat een vast omslagpunt kent van een eerste spanningsniveau naar een tweede spanningsniveau, zoals bijvoorbeeld een zaagtandsignaal. Andere mogelijke referentiesignalen kunnen eveneens worden toegepast mits deze hetzelfde effect hebben. Het ligt binnen de mogelijkheden van de vakman om aan de hand van de onderhavige beschrijving 30 geschikte soortgelijke signalen welke gebruikt zouden kunnen worden als referentiesignaal te identificeren.
In het bovenstaande is de uitvinding beschreven aan de hand van het gebruik van een referentiesignaal en een correctiesignaal. Wanneer, zoals in bovengenoemde uitvoeringsvorm, het correctiesignaal direct wordt aangeboden aan 10 de ingang van de geschakelde versterkereenheid waaraan ook het referentiesignaal wordt aangeboden, en het referentiesignaal wordt samengesteld met het correctie-signaal, is er uiteraard geen strikte scheiding meer aanwezig tussen het correctie-signaal en het referentiesignaal. In dat geval kan tevens gesproken worden over 5 geschikte correctie van het referentiesignaal voor de overdrachtsfunctie van de pulsbreedtemodulatielus, en voor het compenseren van het vaste omschakelpunt in het pulsbreedte-gemoduleerde signaal.
In het bovenstaande is steeds uitgegaan van een enkelvoudige schakeling met een enkel referentiesignaal. Het referentiesignaal kan tevens zijn 10 samengesteld uit een veelheid referentiesignaalcomponenten, waarbij bij elk referentiesignaalcomponent een geschikt correctiesignaalcomponent kan horen. De uitvinding strekt zich daarom tevens uit tot een uitvoeringsvorm waarin het referentiesignaal een samenstelling is van een veelheid referentiesignaalcomponenten, en waarin het correctiesignaal een samenstelling is van een veelheid 15 correctiesignaalcomponenten. Het aantal referentiesignaalcomponenten kan daarbij gelijk zijn aan het aantal correctiesignaalcomponenten.
Overeenkomstig een tweede aspect van de uitvinding verschaft deze een modulatieschakeling voor pulsbreedtemodulatie, welke geschikt is voor gebruik in een werkwijze overeenkomstig het eerste aspect, de modulatieschakeling 20 omvattende een geschakelde versterkingseenheid voor het schakelen tussen een eerste en een tweede spanningsniveau op basis van vergelijking van een ingangssignaal met een referentiesignaal voor verschaffen van een pulsbreedte-gemoduleerd signaal, een signaalingang voor het ingeven van het ingangssignaal, een signaaluitgang voor het verschaffen van het pulsbreedte-gemoduleerde signaal, 25 een referentie-ingang voor het ingeven van het periodiek referentiesignaal, een terugkoppellus tussen de signaaluitgang en de signaalingang, en een lusfilter, waarbij de modulatieschakeling is ingericht voor het ten minste één maal op een vastgesteld tijdsmoment per periode van het referentiesignaal omschakelen van het pulsbreedte-gemoduleerde signaal van het tweede spanningsniveau naar het eerste 30 spanningsniveau, en waarbij de modulatieschakeling verder is ingericht voor het ontvangen van een correctiesignaal voor het compenseren van de op het vaste tijdsmoment per periode verschafte omschakeling van het pulsbreedte-gemoduleerde signaal.
11
Beknopte beschrijving van de figuren In het navolgende zal de beschrijving worden beschreven aan de hand van enkele specifieke uitvoeringsvormen daarvan, onder verwijzing naar de bijgevoegde tekeningen, waarin: 5 figuur 1 een schematische weergave is van een pulsbreedte- modulatieschakeling overeenkomstig de stand van de techniek; figuur 2 schematisch het werkingsprincipe toont van een werkwijze en schakeling voor pulsbreedtemodulatie overeenkomstig de uitvinding; figuur 3 een mogelijke uitvoeringsvorm is van een implementatie 10 van een werkwijze overeenkomstig de uitvinding in een pulsbreedtemodulatie-schakeling overeenkomstig de uitvinding; figuur 4 verdere implementatie toont van een werkwijze overeenkomstig de uitvinding in een schakeling voor pulsbreedtemodulatie overeenkomstig de uitvinding; 15 figuur 5 een verdere uitvoeringsvorm is van een werkwijze overeenkomstig de uitvinding welke is geïmplementeerd in een schakeling overeenkomstig de uitvinding; en figuur 6 een werkwijze en schakeling overeenkomstig de uitvinding toont.
20
Gedetailleerde beschrijving van de voorkeursuitvoerinasvormen
De in de figuren gebruikte verwijzingscijfers komen zoveel mogelijk overeen voor zover zij dezelfde of soortgelijke onderdelen of eenheden in verschillende figuren aanduiden. Op deze wijze zijn de figuren met elkaar te 25 vergelijken.
Figuur 2 toont een schakeling 25, bestaande uit een signaalingang 3 waarin een ingangssignaal Vi wordt ingebracht in de schakeling. Via ingang 7 van de geschakelde versterkingseenheid 9 wordt het ingangssignaal Vi, dat als component deel is van het signaal Vc (hieronder nader uitgefegd), aangeboden aan 30 de versterkingseenheid 9. Op de geïnverteerde ingang 8 van de geschakelde versterkingseenheid 9 wordt een referentiesignaal Vr aangeboden dat via referentiesignaalingang 4 in de schakeling wordt ingebracht. Aan de uitgang van de geschakelde versterkereenheid 9 zal nu een pulsbreedte-gemoduleerd signaal Vo worden voortgebracht dat naar uitgang 18 wordt geleid. De vakman zal begrijpen dat 12 de schakeling van figuur 2 een geïdealiseerde schakeling vertegenwoordigt. Zo zijn, omwille van verduidelijking van het werkingsprincipe van de uitvinding, een uitgangsfilter en eventuele andere componenten van de schakeling niet afgebeeld.
Het uitgangssignaal Vo wordt via terugkoppellus 20 teruggekoppeld 5 naar de ingang 3 van de schakeling, alwaar het in opteleenheid 21 wordt opgeteld bij het ingangssignaalVi. Het periodieke referentiesignaal 4 in figuur 2 is een zaagtand. De zaagtandgolf is als referentiesignaal gekozen, aangezien deze per periode één scherpe flank heeft, zodat in het pulsbreedte-gemoduleerde signaal Vo 18 ten minste één van de omschakelpunten van het ene spanningsniveau naar het 10 andere spanningsniveau samenvalt met de scherpe flank in het referentiesignaal 4. De ligging van het andere omschakelpunt in het pulsbreedte-gemoduleerde signaal wordt bepaald door de relatieve spanningswaarde van het aangeboden signaal Vc op ingang 7 van de geschakelde versterkereenheid 9 ten opzichte van de spanningswaarde van het gebruikmaakt Vr 4 op ingang 8. Het signaal Vc op ingang 15 7 is samengesteld uit het ingangssignaal Vi, waaraan een terugkoppelsignaal via terugkoppellus 20 is toegevoegd. Dit samengestelde signaal wordt met behulp van lusfilter 22, doorgaans een integrerend filter, gefilterd voor het verschaffen van het signaal Vc op ingang 7 van de versterkereenheid 9.
Het gedrag van de terugkoppellus 20 en de lusfilter 22 wordt, 20 overeenkomstig de uitvinding, aanzienlijk verbeterd door de spannings-omslag van het eerste naar het tweede spanningsniveau in het pulsbreedte-gemoduleerde signaal, welke afkomstig is van de vaste scherpe flank in het referentiesignaal Vr op ingang 4, met behulp van het correctiesignaal te corrigeren. Met andere woorden op de plaats van het omslagpunt van het eerste naar het tweede spanningsniveau in 25 het pulsbreedte-gemoduleerde signaal Vo 18, dient een even grote, maar tegengestelde spanningsstap in het correctiesignaal gemaakt te worden teneinde deze spanningsstap te compenseren. De grootte van deze spanningsstap is daarom in het ideale geval gelijk aan het spanningsverschil tussen het eerste en het tweede spanningsniveau van het pulsbreedte-gemoduleerde signaal Vo 18.
30 Aangezien de spanningsstap in de tijd samenvalt met de scherpe flanken in het referentiesignaal, en bovendien dezelfde frequentie heeft, kan het correctiesignaal eenvoudig worden gebaseerd op het oorspronkelijke referentiesignaal Vr 4. In figuur 2 is dit schematisch aangeduid doordat het referentiesignaal Vr, dat wordt aangeboden aan de geïnverteerde ingang 8 van de geschakelde 13 versterkereenheid 9, tevens als correctiesignaal wordt opgeteld in opteleenheid 28 aan het terugkoppelsignaal op terugkoppellus 20 voor het verschaffen van een samengesteld signaal Vf. Hierbij is, omwille van de uitleg van het werkingsprincipe, aangenomen dat de stapgrootte van de spanningsstap in het pulsbreedte-5 gemoduleerde signaal Vo gelijk is aan de stapgrootte van de scherpe flanken in het referentiesignaal Vr 4, zodat de opgaande stap in Vo 18 volledig wordt gecompenseerd door de neergaande stappen in Vr 4.
Het samengestelde signaal Vf, dat bestaat uit het teruggekoppelde signaal dat gelijk is aan Vo, en het correctiesignaal is gebaseerd op Vr, wordt nu als 10 terugkoppelsignaal opgeteld in opteleenheid 21 aan het inkomende signaal Vi op ingang 3. Vervolgens wordt dit signaal in lusfilter 22 gefilterd. Het signaal dat aldus wordt verschaft aan ingang 7 van geschakelde versterkereenheid 9, zijnde signaal Vc, heeft een vorm die is weergeven rechtsonder in figuur 2. Als gevolg van deze bewerking is het verschil in richtings-coëfficiënt van het signaal Vc ten opzichte van 15 het geïnverteerde referentiesignaal Vr, ter plaatse van het snijpunt van beide signalen op de schuine flank van het referentiesignaal Vr, telkens constant. Hierdoor ontstaat een uiterst lineair terugkoppelschema. Daarnaast is, door het wegnemen van de vaste flanken in het pulsbreedte-gemoduleerde signaal Vo 18, welke samenvallen van de scherpe flanken van het referentiesignaal Vr 4, het 20 hoogfrequente deel van het verkregen samengestelde signaal Vf+Vi nauwelijks variabel. Hierdoor vind er nauwelijks intermodulatie plaats tussen het referentiesignaal en dit hoogfrequente deel van het samengestelde signaal Vf+Vi in de versterkereenheid 9, waardoor er weinig laagfrequente verstoringen optreden. De kwaliteit van het pulsbreedte-gemoduleerde uitgangssignaal Vo 18 wordt als 25 gevolg van het aangeboden correctiesignaal sterk verbeterd.
De situatie geschetst in figuur 2 is een ideale situatie, waarbij geen rekening is gehouden met overdrachtsfuncties van andere componenten welke zich in ofwel het voorwaartse pad of het terugkoppelpad van de schakeling kunnen bevinden. Figuur 3 toont een alternatieve uitvoeringsvorm van de uitvinding, waarin 30 in de schakeling schematisch een uitgangsfilter 33 is opgenomen welke gelegen is tussen de geschakelde versterkereenheid 9 en de uitgang 18 van de schakeling. Voorts omvat deze schakeling terugkoppelfilter 39, zijnde een filtercomponent welke slechts aanwezig is op het terugkoppelpad 20. Filtereenheid 22 is wederom het integrerende filter zoals tevens aanwezig is in figuur 2.
14
Analoog aan de uitvoeringsvorm getoond in figuur 2, wordt het correctiesignaal toegevoegd aan het terugkoppelsignaal op het terugkoppelpad 20. Dit vindt plaats in opteleenheid 38. Tussen de geschakelde versterkereenheid 9 en de uitgang 18 van de schakeling bevindt zich uitgangsfilter 33. Analoog aan de 5 schakeling van figuur 2 wordt het referentiesignaal 4 aangeboden aan de geïnverteerde ingang van de geschakelde versterkereenheid 9, en wordt ditzelfde referentiesignaal 4 ongeïnverteerd gebruikt als basis voor het correctiesignaal 34 dat in opteleenheid 38 wordt samengevoegd met terugkoppelsignaal. Alvorens het correctiesignaal samen te voegen met het terugkoppelsignaal dient het echter te 10 worden gecorrigeerd voor de overdrachtsfunctie-uitgangsfilter 33. Hiertoe is filter-element 35 toegevoegd teneinde het correctiesignaal te compenseren voor het effect van het uitgangsfilter 33 op het uitgangssignaal Vo van de schakeling aan de uitgang 18. Voorts dient, wanneer het spanningsverschil tussen VH en VL in versterkereenheid 9 afwijkt van de spanningsstap van de scherpe flank van het 15 correctiesignaal te worden aangepast aan het spanningsverschil tussen VH en VL. Element 39 vertegenwoordigt een overdrachtsfunctie van het terugkoppelpad 20, in het bijzonder doorgaans een fasecompensatie.
In opteleenheid 21 wordt het terugkoppelsignaal dat is samengevoegd met het correctiesignaal, en gefilterd met overdrachtsfunctie H3 in 20 filterelement 39, samengevoegd met het ingangssignaal aan ingang 3 van de schakeling, en aangeboden aan integrerend filter 22 met overdrachtsfunctie H1. De uitgang van integrerend filter 22 is verbonden met ingang 7 van de geschakelde versterkereenheid 9 voor het verschaffen van het pulsbreedte-gemoduleerde signaal aan de uitgang van de geschakelde versterkereenheid 9.
25 Op dezelfde wijze als in de schakeling van figuur 3 is het invoerpunt van het correctiesignaal in de schakeling van figuur 4 verschoven naar opteleenheid 21. Figuur 4 toont wederom een ingang 3 waaraan een ingangssignaal Vi wordt aangeboden aan een schakeling voor pulsbreedtemodulatie. Het ingangssignaal wordt via integrerend filter 22 en ingang 7 van de geschakelde versterkereenheid 9, 30 vergeleken met het referentiesignaal op de inverterende ingang 8 van de geschakelde versterkereenheid voor het verschaffen van het pulsbreedte-gemoduleerde signaal. Het pulsbreedte-gemoduleerde signaal van versterkereenheid 9 wordt gefilterd met uitgangsfilter 33 voor het verschaffen van het ingangssignaal Vo aan uitgang 18 van de schakeling. Het uitgangssignaal Vo wordt 15 via terugkoppellijn 20 teruggekoppeld naar opteleenheid 21. Op terugkoppellijn 20 bevindt zich element 39, welke de overdrachtsfunctie H3 van de terugkoppellijn 20 vertegenwoordigt. Teneinde het correctiesignaal via lijn 40 op te kunnen tellen in opteleenheid 21 bij het ingangssignaal, dient het correctiesignaal nu eerst te worden 5 gecompenseerd voor overdrachtsfunctie H2 van uitgangsfilter 33, en H3 van terugkoppelfilter 39. Dit is schematisch weergegeven met filterelement 42. In opteleenheid 21 wordt nu het ingangssignaal Vi afkomstig van ingang 3, het uitgangssignaal Vo afkomstig van terugkoppellijn 20 en het correctie-signaal via lijn 43 samengevoegd, en aangeboden aan filtereenheid 22. Filtereenheid 22 is 10 doorgaans een integrerend filter en de uitgang van het filter wordt via ingang 7 aangeboden aan geschakelde versterkereenheid 9. In geschakelde versterker-eenheid 9 wordt het vergeleken met het referentiesignaal Vr op de inverterende ingang 8 voor het verschaffen van het pulsbreedte-gemoduleerde signaal.
Figuur 5 toont een verdere variant van de schakeling, waarin het 15 correctiesignaal dat wordt afgeleid van het referentiesignaal Vr op ingang 4 en aangeboden aan inverterende ingang 8 van de geschakelde versterkereenheid, via lijn 45 wordt gecompenseerd voor de overdrachtsfuncties van het uitgangsfilter 33, het fase-compenserende terugkoppelfilter 39, en het integrerende filter 22. Dit is schematisch weergegeven in filterelement 47 welke de overdrachtsfuncties H1, H2 20 en H3 vertegenwoordigt. Via lijn 48 en opteleenheid 45 wordt dit correctiesignaal toegevoegd aan het signaal afkomstig van integrerend filter 22, en aangeboden aan ingang 7 van de geschakelde versterkereenheid. Het uitgangssignaal van de schakeling Vo is reeds via lijn 20 en filtereenheid 39 bij opteleenheid 21 toegevoegd aan het ingangssignaal Vi dat binnenkomt via ingang 3. Het correctiesignaal dat 25 uiteindelijk via lijn 48 en opteleenheid 50 wordt toegevoegd aan het signaal bij de ingang 7 van geschakelde versterkereenheid 9 is gecorrigeerd voor de overdrachtsfuncties van alle elementen in de schakelingen van figuur 5.
Een bijzondere uitvoeringsvorm is de uitvoeringsvorm getoond in figuur 6. De schakeling van figuur 6 toont wederom ingang 3 waarop ingangssignaal 30 Vi wordt aangeboden aan de schakeling. Via integrerend filter 22 met overdrachtsfunctie H1, wordt het signaal via ingang 7 aangeboden aan de geschakelde versterkereenheid 9 voor het verschaffen van het pulsbreedte-gemoduleerde signaal. Het pulsbreedte-gemoduleerde signaal uit geschakelde versterkereenheid 9 treedt via uitgangsfilter 33 met overdrachtsfunctie H2, naar de uitgang 18 van de 16 schakeling, voor het verschaffen van het uitgangssignaal Vo. Uitgangssignaal Vo wordt via lijn 20 en fase-compenserend terugkoppelfilter 39 met overdrachtsfunctie H3 teruggekoppeld naar de ingang 3 van de schakeling, alwaar het in opteleenheid 21 wordt toegevoegd aan het ingangssignaal Vi. Het samengestelde signaal treedt 5 nu via integrerend filter 22, met overdrachtsfunctie H1, naar de ingang 7 van geschakelde versterkereenheid 9. In geschakelde versterkereenheid 9, wordt analoog aan de eerdere beschreven schakelingen, het signaal vergeleken met een referentiesignaal voor het verschaffen van het pulsbreedte-gemoduleerde signaal.
Bijzonder aan de uitvoeringsvorm van figuur 6 is dat het correctie-10 signaal, zoals dat in figuur 5 via lijn 48 en opteleenheid 50 aan ingang 7 van de geschakelde versterkereenheid werd toegevoegd, nu schematisch is verschoven naar inverterende ingang 8 van de geschakelde versterkereenheid 9. Aan deze uitvoeringsvorm ligt het inzicht ten grondslag dat het correctiesignaal overal in de schakeling voor pulsbreedtemodulatie kan worden toegevoegd, dus ook aan de 15 geïnverteerde ingang 8 waarop normaal gesproken slechts het referentiesignaal wordt aangeboden. In feite komt deze verschuiving dan neer op het corrigeren van het referentiesignaal met behulp van het correctiesignaal, nog voordat het referentiesignaal aan de geschakelde versterkereenheid 9 via inverterende ingang 8 wordt aangeboden. Dit corrigeren van het referentiesignaal vindt plaats met behulp 20 van filtereenheid 52 met overdrachtsfunctie (1-H1*H3*H2'). Wiskundig gezien wordt in filterelement 52 aan referentiesignaal Vr (zaagtand) op ingang 4 een correctiesignaal toegevoegd dat gelijk is aan (-H1*H3*H2') * Vr. Het zo verkregen signaal Vrcorr is in feite niets anders dan het gecorrigeerde referentiesignaal dat is gecorrigeerd voor alle overdrachtsfuncties van de elementen in de schakeling voor 25 pulsbreedtemodulatie, en bovendien voor de inversie op poort 8 van versterkereenheid 9. Wanneer dit gecorrigeerde referentiesignaal Vrcorr wordt aangeboden aan de geïnverteerde ingang 8 van de geschakelde versterkereenheid 9, wordt hetzelfde resultaat verkregen als in de schakelingen van figuren 3, 4 en 5 hierboven. De zo verkregen schakeling, en werkwijze voor het uitvoeren van pulsbreedte-30 modulatie, verschaft een uiterst constant schakelresidu, en is nauwelijks gevoelig voor de niet-lineariteit van het integrerend filter 22 van de schakeling.
De hierboven getoonde en beschreven schakelingen, welke zijn gecorrigeerd met een correctiesignaal, elimineren de niet-lineariteit de schakeling en zijn uiterst eenvoudig te implementeren.
17
De vakman zal begrijpen dat bij het optellen van de correctietijd in feite nog rekening dient te worden gehouden met de voortplantingsvertraging in de pulsbreedtemodulatietrap. Bij het optellen van de correctietermen op de verschillende punten in de modulatietrap, dient rekening te worden gehouden met 5 faseverschillen.
De vakman zal begrijpen dat de onderhavige uitvinding op vele verschillende wijzen kan worden uitgevoerd, zonder afbreuk te doen aan het werkingsprincipe ervan en de voordelen. De omvang van de onderhavige uitvinding wordt daarom slechts beperkt door de navolgende conclusies.
10 1035333

Claims (15)

1. Werkwijze voor het verschaffen van pulsbreedtemodulatie, omvattende de stappen van het verschaffen van een pulsbreedte-gemoduleerd 5 signaal op basis van een ingangssignaal en een referentiesignaal, het terugkoppelen van het pulsbreedte-gemoduleerde signaal naar het ingangssignaal, en het filteren van ten minste het pulsbreedte-gemoduleerde signaal met behulp van een lusfilter, waarbij het referentiesignaal periodiek is met een referentiefrequentie, en waarbij de stap van het verschaffen van het pulsbreedte-gemoduleerde signaal 10 omvat: het ten minste één maal per periode van het referentiesignaal omschakelen van het pulsbreedte-gemoduleerde signaal van een eerste spanningsniveau naar een tweede spanningsniveau, in afhankelijkheid van een vergelijking tussen het ingangssignaal en het referentiesignaal; 15 en het ten minste één maal op een vastgesteld tijdsmoment per periode van het referentiesignaal omschakelen van het pulsbreedte-gemoduleerde signaal van het tweede spanningsniveau naar het eerste spanningsniveau; waarbij de werkwijze verder de stap omvat van het toevoegen van een periodiek correctiesignaal, waarbij een werkingsfrequentie van het periodieke 20 correctiesignaal is afgestemd op de referentiefrequentie, en waarbij het correctiesignaal een spanningsstap omvat welke samenvalt met en tegengesteld is gericht aan de omschakeling van het tweede spanningsniveau naar het eerste spanningsniveau van het pulsbreedte-gemoduleerde signaal, voor het ten minste ten dele compenseren van het omschakelen.
2. Werkwijze volgens conclusie 1, waarin een amplitude van het periodieke correctiesignaal is afgestemd op een verschil tussen het eerste spanningsniveau en het tweede spanningsniveau.
3. Werkwijze volgens conclusie 1 of 2, waarin het correctiesignaal een zaagtandsignaal omvat.
4. Werkwijze volgens één der voorgaande conclusies, waarin de werkwijze wordt uitgevoerd door een schakeling omvattende één of meer werkzame componenten, waarin het correctiesignaal is gecompenseerd voor vervorming als gevolg van een overdrachtsfunctie van ten minste één van de componenten.
5. Werkwijze volgens één der voorgaande conclusies, waarin het 1035333 correctiesignaal wordt toegevoegd na de stap van het verschaffen van een pulsbreedte-gemoduleerd signaal op basis van een ingangssignaal en een referentiesignaal.
6. Werkwijze volgens conclusies 4 en 5, waarbij de schakeling een 5 uitgangsfilter omvat, en het correctiesignaal is gecompenseerd voor vervorming als gevolg van een overdrachtsfunctie van het uitgangsfilter.
7. Werkwijze volgens conclusies 4 en 5, of volgens conclusie 6, waarbij het correctiesignaal wordt toegevoegd in de terugkoppellus, en het correctiesignaal is gecompenseerd voor vervorming als gevolg van een 10 overdrachtsfunctie van de terugkoppellus.
8. Werkwijze volgens conclusies 4 en 5, of volgens één der conclusies 6 of 7, waarbij het correctiesignaal wordt toegevoegd na het lusfilter, en het correctiesignaal is gecompenseerd voor vervorming als gevolg van een overdrachtsfunctie van het lusfilter.
9. Werkwijze volgens één der voorgaande conclusies, waarbij het correctiesignaal wordt samengevoegd met het referentiesignaal, voor het verschaffen van een gecorrigeerd referentiesignaal.
10. Werkwijze volgens één der voorgaande conclusies, waarin het referentiesignaal ten minste één spanningsstap per periode omvat voor het 20 verschaffen van het omschakelen van het pulsbreedte-gemoduleerde signaal van het tweede spanningsniveau naar het eerste spanningsniveau op het vastgestelde tijdsmoment per periode.
11. Werkwijze volgens conclusie 10, waarin het referentiesignaal een zaagtandsignaal omvat.
12. Werkwijze volgens één der voorgaande conclusies, waarin het referentiesignaal een samenstelling is van een veelheid referentiesignaal-componenten, en waarin het correctiesignaal een samenstelling is van een veelheid correctiesignaalcomponenten, waarbij het aantal referentiesignaalcomponenten gelijk is aan het aantal correctiesignaalcomponenten.
13. Modulatieschakeling voor pulsbreedtemodulatie, geschikt voor gebruik in een werkwijze volgens één der conclusies 1-12, de modulatieschakeling omvattende een geschakelde versterkingseenheid voor het schakelen tussen een eerste en een tweede spanningsniveau op basis van vergelijking van een ingangssignaal met een referentiesignaal voor verschaffen van een pulsbreedte- gemoduleerd signaal, een signaalingang voor het ingeven van het ingangssignaal, een signaaluitgang voor het verschaffen van het pulsbreedte-gemoduleerde signaal, een referentie-ingang voor het ingeven van het periodiek referentiesignaal, een terugkoppellus tussen de signaaluitgang en de signaalingang, en een lusfilter, 5 waarbij de modulatieschakeling is ingericht voor het ten minste één maal op een vastgesteld tijdsmoment per periode van het referentiesignaal omschakelen van het pulsbreedte-gemoduleerde signaal van het tweede spanningsniveau naar het eerste spanningsniveau, en waarbij de modulatieschakeling verder is ingericht voor het ontvangen van een correctiesignaal voor het compenseren van de op het vaste 10 tijdsmoment per periode verschafte omschakeling van het pulsbreedte-gemoduleerde signaal.
14. Modulatieschakeling volgens conclusie 13, verder omvattende middelen voor het toevoegen van het correctiesignaal.
15 1035333
NL1035333A 2008-04-23 2008-04-23 Werkwijze en stuurschakeling voor het sturen van pulsbreedtemodulatie. NL1035333C2 (nl)

Priority Applications (7)

Application Number Priority Date Filing Date Title
NL1035333A NL1035333C2 (nl) 2008-04-23 2008-04-23 Werkwijze en stuurschakeling voor het sturen van pulsbreedtemodulatie.
EP09734104.4A EP2269302B1 (en) 2008-04-23 2009-04-22 Method and control circuit for controlling pulse width modulation
PCT/NL2009/000100 WO2009131440A1 (en) 2008-04-23 2009-04-22 Method and control circuit for controlling pulse width modulation
CN200980114544.8A CN102017401B (zh) 2008-04-23 2009-04-22 控制脉冲宽度调制的方法和控制电路
JP2011506212A JP5479458B2 (ja) 2008-04-23 2009-04-22 パルス幅変調を制御するための方法及び制御回路
US12/736,633 US8289097B2 (en) 2008-04-23 2009-04-22 Method and control circuit for controlling pulse width modulation
HK11110671.2A HK1156443A1 (en) 2008-04-23 2011-10-10 Method and control circuit for controlling pulse width modulation

Applications Claiming Priority (2)

Application Number Priority Date Filing Date Title
NL1035333 2008-04-23
NL1035333A NL1035333C2 (nl) 2008-04-23 2008-04-23 Werkwijze en stuurschakeling voor het sturen van pulsbreedtemodulatie.

Publications (1)

Publication Number Publication Date
NL1035333C2 true NL1035333C2 (nl) 2009-10-26

Family

ID=39720182

Family Applications (1)

Application Number Title Priority Date Filing Date
NL1035333A NL1035333C2 (nl) 2008-04-23 2008-04-23 Werkwijze en stuurschakeling voor het sturen van pulsbreedtemodulatie.

Country Status (7)

Country Link
US (1) US8289097B2 (nl)
EP (1) EP2269302B1 (nl)
JP (1) JP5479458B2 (nl)
CN (1) CN102017401B (nl)
HK (1) HK1156443A1 (nl)
NL (1) NL1035333C2 (nl)
WO (1) WO2009131440A1 (nl)

Families Citing this family (9)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
US7830219B2 (en) * 2007-06-24 2010-11-09 Ludwig Lester F Variable pulse-width modulation with zero D.C. average in each period
CN101895225B (zh) * 2010-03-24 2013-06-19 北京华浩森淮安科技有限公司 脉冲电源脉冲方向的控制方法
JP2013009178A (ja) * 2011-06-24 2013-01-10 Asahi Kasei Electronics Co Ltd 駆動用ドライバ、駆動用アンプおよび情報機器
CN102427349A (zh) * 2011-09-30 2012-04-25 清华大学 采用fpga的pwm脉宽调制电路
CN104584424A (zh) 2012-04-30 2015-04-29 英迪斯半导体公司 用于音频放大器和稳压电源的脉冲发生电路
US9086707B2 (en) * 2013-01-09 2015-07-21 Nvidia Corporation System and method for modulating a duty cycle of a switching mode power supply
CN105071793B (zh) * 2015-09-22 2018-07-03 中联重科股份有限公司 脉宽调制信号的生成方法及装置
DE102019133633A1 (de) * 2019-12-10 2021-06-10 Bayerische Motoren Werke Aktiengesellschaft Vorrichtung und Verfahren zum Erzeugen eines periodischen Ausgangssignals für einen elektrischen Verbraucher
US11575354B2 (en) * 2020-08-25 2023-02-07 Rgb Systems, Inc. Class D amplifier with current mode control

Citations (3)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
US6339360B1 (en) * 2000-05-09 2002-01-15 Peavey Electronics Corporation Digital amplifier with pulse insertion circuit
WO2006030373A1 (en) * 2004-09-15 2006-03-23 Koninklijke Philips Electronics N.V. Pulse width modulated noise shaper and related method
US20060158246A1 (en) * 2004-03-26 2006-07-20 Lee Wai L Pwm digital amplifier with high-order loop filter

Family Cites Families (14)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JPS58130617A (ja) * 1982-01-29 1983-08-04 Nippon Gakki Seizo Kk パルス幅変調回路
GB9103777D0 (en) * 1991-02-22 1991-04-10 B & W Loudspeakers Analogue and digital convertors
US5898340A (en) * 1996-11-20 1999-04-27 Chatterjee; Manjirnath A. High power efficiency audio amplifier with digital audio and volume inputs
US5933453A (en) * 1997-04-29 1999-08-03 Hewlett-Packard Company Delta-sigma pulse width modulator control circuit
FI107659B (fi) 1999-11-26 2001-09-14 Nokia Mobile Phones Ltd Signaalin laadun parantaminen
US6414613B1 (en) * 2000-01-05 2002-07-02 Motorola, Inc. Apparatus for noise shaping a pulse width modulation (PWM) signal and method therefor
US6342822B1 (en) * 2000-11-28 2002-01-29 Fairchild Semiconductor Corporation Method and apparatus for implementing improved pulse width modulation
DE60211872T2 (de) 2001-03-26 2006-10-26 Harman International Industries, Incorporated, Northridge Pulsbreitemodulationsverstärker mit digitalem signalprozessor
JPWO2003030373A1 (ja) * 2001-09-28 2005-01-20 ソニー株式会社 デルタシグマ変調装置及び信号増幅装置
US20060072657A1 (en) 2002-11-22 2006-04-06 Koninklijke Philips Electronics N.V. Pulse width-modulated noise shaper
US7002406B2 (en) * 2003-05-16 2006-02-21 Texas Instruments Incorporated Loop filter for class D amplifiers
JP2005109590A (ja) * 2003-09-26 2005-04-21 Thine Electronics Inc スイッチング増幅回路及びオーディオ機器用d級増幅装置
JP4736630B2 (ja) * 2005-08-29 2011-07-27 日本ビクター株式会社 Dクラスアンプ
CN1829058A (zh) * 2006-03-16 2006-09-06 复旦大学 一种实现自适应电压调整技术的dc/dc控制器

Patent Citations (3)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
US6339360B1 (en) * 2000-05-09 2002-01-15 Peavey Electronics Corporation Digital amplifier with pulse insertion circuit
US20060158246A1 (en) * 2004-03-26 2006-07-20 Lee Wai L Pwm digital amplifier with high-order loop filter
WO2006030373A1 (en) * 2004-09-15 2006-03-23 Koninklijke Philips Electronics N.V. Pulse width modulated noise shaper and related method

Also Published As

Publication number Publication date
WO2009131440A1 (en) 2009-10-29
JP5479458B2 (ja) 2014-04-23
JP2011519224A (ja) 2011-06-30
US8289097B2 (en) 2012-10-16
EP2269302A1 (en) 2011-01-05
CN102017401A (zh) 2011-04-13
HK1156443A1 (en) 2012-06-08
US20110095836A1 (en) 2011-04-28
WO2009131440A8 (en) 2010-12-02
EP2269302B1 (en) 2017-02-22
CN102017401B (zh) 2015-03-25

Similar Documents

Publication Publication Date Title
NL1035333C2 (nl) Werkwijze en stuurschakeling voor het sturen van pulsbreedtemodulatie.
DE69827039T2 (de) Pulsreferenziertes Steuerverfahren zur verbesserten Leistungsverstärkung eines pulsmodulierten Signals
US5949282A (en) Class D amplifier no low pass filter feedback with zero phase delay
US20060181342A1 (en) Digital amplifier
JP3504176B2 (ja) 信号増幅回路
JPS63290046A (ja) パルス幅ひずみ補正回路
JPS6163071A (ja) レ−ザの駆動電流の制御回路
US4243956A (en) Automatic equalizer for a synchronous digital transmission signal
US7355472B2 (en) Method and device for correcting signal distortions in an amplifier device
CN1510838A (zh) 由跳变密度变化引起的增益误差的校正系统和方法
US6404280B1 (en) Method and system for low-distortion power amplification
CN101142740B (zh) 用于对pwm输入信号进行放大的设备
JP4334634B2 (ja) 周波数追跡装置
US7298916B2 (en) Image signal processing apparatus and method
KR20000057451A (ko) D급 증폭기
US6680988B1 (en) Non-linear extraction circuit and clock extraction circuit
FR2512610A1 (fr) Reducteur de bruit
JP4144083B2 (ja) クロック抽出回路
JPH1155041A (ja) 電力増幅器
KR20070074666A (ko) Pwm 입력 신호를 증폭하는 장치
US10270217B2 (en) De-emphasis with separate edge control
RU1826119C (ru) Формирователь сигналов с линейной частотной модул цией
JP2005204096A (ja) 画質補正回路
KR101181193B1 (ko) 출력 신호의 노이즈 보상 회로 및 노이즈 보상 회로의 동작방법
JPH0193273A (ja) ディジタルタイムベースコレクタ

Legal Events

Date Code Title Description
PD2B A search report has been drawn up
MM Lapsed because of non-payment of the annual fee

Effective date: 20180501