负反馈和状态空间重构的UPWM失真问题校正方法

针对数字D类音频功率放大器中的均匀采样脉冲宽度调制(Uniform-Sampling Pulse Width Modulation,UPWM)失真,提出了一种负反馈和状态空间重构的全数字UPWM失真问题校正方法。该方法利用数字Σ-Δ(Sigma-Delta)调制器的高开环增益特性,通过构造包含数字Σ-Δ调制器和UPWM发生器的闭环负反馈环路,使得环路的输入与输出近似呈线性关系,从而校正UPWM产生的失真。在构造闭环时,通过对数字Σ-Δ调制器的状态空间表达式进行重构,并添加插零值模块和抽取模块使该环路在保持稳定性的同时,拥有与原数字Σ-Δ调制器相同的噪声整形效果。实验结果表明,该方法相比其他的UPWM失真校正方法,不仅能降低谐波失真,还能大幅降低数字UPWM调制器输出信号的本底噪声,从而可使数字UPWM调制器在频率6 kHz和幅度为满量程的-5 dB的正弦数字信号输入情况下,输出信噪失真比达到95.26 dB,同时所提方法可全数字电路实现、硬件实现简单且易于移植。

基于FPGA的高性能D类功放控制器设计与实现

针对高性能音频D类功放系统,基于现场可编程门阵列(field programmable gate array,FPGA)设计,实现了一个双声道均匀脉冲宽度调制(uniform pulse width modulation,UPWM)型D类功放控制器。该控制器使用由相同子滤波器抽头级联构成的半带滤波器并时分复用乘法器,以降低可配置插值滤波器的硬件资源消耗,利用sigma-delta调制器的高开环增益,通过构造一个基于查找表的误差校正模块,以较小的硬件代价来预校正控制器使用UPWM技术在信号带宽内所带来的非线性失真。测试结果表明该控制器输出信噪比可达114dB,互调失真仅为-97dB。

一种改进型免滤波D类音频放大器的设计

本文描述了一种基于华虹NEC0.35μmBCD工艺的改进型免滤波D类音频放大器。这种创新的结构基于归一化脉冲宽度调制技术,通过对回路滤波的输出信号进行合理的采样与保持,同时采用迟滞比较和反馈回路控制技术,很好地解决了传统脉宽调制方法中对于互调失真抑制能力较差的问题。

带扩频调制的免滤波脉冲宽度调制器设计与实现

针对免滤波数字D类功放的高电磁干扰(Electro-Magnetic Interference,EMI)问题,本文提出一种用于免滤波数字D类功放的扩频调制方法。该方法利用线性反馈移位寄存器(Linear Feedback Shift Register,LFSR)产生的伪随机数列的奇偶性来改变功放输出UPWM信号的脉冲重复频率(Pulse Repetition Frequency,PRF),使功放输出信号在PRF及其谐波处的能量更加分散,从而降低EMI。基于该方法,本文设计并使用现场可编程门阵列(Field Programmable Gate Array,FPGA)实现了一个带扩频调制的免滤波脉冲宽度调制器。实验结果表明,采用该扩频调制方法的免滤波脉冲宽度调制器可使其输出的UPWM信号的带外频谱峰值幅度减小27.3 dB,从而降低输出信号的高频成分幅度,达到降低EMI的目的。