具有混合信号反馈控制的d类放大器的制造方法
【技术领域】
[0001] 本发明总体涉及放大器，更具体地，涉及D类放大器。
【背景技术】
[0002] 放大器的分类是基于某些操作特性。与A类、B类、或AB类放大器相比，D类放大 器使用晶体管的开关模式调节功率输出。对于多种应用而言，优选D类放大器，这是因为选 通信号的完全"打开"或完全"关闭"特性保证了电路的驱动器部分非常省电。由于高效和 低散热特性，D类放大器经常被用作低频放大器。示例低频放大器的应用是音频放大器。
[0003] 在一些应用中，使用模拟输入D类放大器；然而，他们需要高精度模拟部件，并且 通常需要复杂的模拟控制。然而，以目前一些半导体制造工艺，难以可靠地制造具有足够精 度的在一些模拟输入D类放大器应用中所需的模拟部件，诸如，其中的模拟积分器和斜坡 发生器。
【发明内容】
[0004] 根据本发明的一个方面，提供了一种D类放大器，包括：模拟-数字转换器（ADC)， 具有第一输入节点，该ADC被配置为：在ADC的第一输入节点处接收第一模拟输入信号和第 一反馈信号，和基于第一模拟输入信号和第一反馈信号生成第一数字信号；数字滤波器，被 配置为基于第一数字信号生成第二数字信号；数字脉宽调制（PWM)单元，被配置为基于第 二数字信号生成第一PWM信号；第一预驱动单元，被配置为基于第一PWM信号生成第一组控 制信号；第一输出驱动器，具有输出节点，第一输出驱动器被配置为基于第一组控制信号在 第一输出驱动器的输出节点处生成第一输出信号；以及第一反馈单元，被配置为基于第一 输出信号生成第一反馈信号，第一反馈通路被限定为从第一输出驱动器的输出节点通过第 一反馈单元至ADC的第一输入节点，并且第一反馈通路不包括截止频率低于ADC的采样频 率的低通滤波器件。
[0005] 优选地，ADC、数字滤波器、第一预驱动单元和第一反馈单元以第一反馈通路用作 相对于第一模拟输入信号的负反馈通路的方式配置。
[0006] 优选地，第一反馈单元包括被配置为分压器的电阻网络。
[0007] 优选地，ADC是连续时间ADC。
[0008] 优选地，第一模拟输入信号具有介于零频率至预定频率的范围内的信号带宽；以 及ADC的采样频率不小于预定频率的预定倍数，预定倍数至少为2。
[0009] 优选地，预定倍数为64、128或256。
[0010] 优选地，数字滤波器包括位于补偿滤波器前面的环路滤波器。
[0011] 优选地，ADC还包括第二输入节点，并且ADC还被配置为：在ADC的第二输入节点 处接收第二模拟输入信号和第二反馈信号，和基于第一模拟输入信号、第一反馈信号、第二 模拟输入信号和第二反馈信号生成第一数字信号；数字PWM单元还被配置为基于第二数字 信号生成第二PWM信号；以及D类放大器还包括：第二预驱动单元，被配置为基于第二PWM 信号生成第二组控制信号；第二输出驱动器，具有输出节点，第二输出驱动器被配置为基于 第二组控制信号在第二输出驱动器的输出节点处生成第二输出信号；和第二反馈单元，被 配置为基于第二输出信号生成第二反馈信号，第二反馈通路被限定为从第二输出驱动器的 输出节点通过第二反馈单元至ADC的第二输入节点，并且第二反馈通路不包括截止频率低 于ADC的采样频率的低通滤波器件。
[0012] 优选地，ADC、数字滤波器、第二预驱动单元和第二反馈单元以第二反馈通路用作 相对于第二模拟输入信号的负反馈通路的方式配置。
[0013] 优选地，第二反馈单元包括被配置为分压器的电阻网络。
[0014] 优选地，ADC是Σ-Δ连续时间ADC。
[0015] 优选地，ADC包括：第一集成级，包括输入节点和输出节点，第一集成级的输入节 点与ADC的第一输入节点和第二输入节点连接；第二集成级，包括输入节点和输出节点，第 二集成级的输入节点与第一集成级的输出节点连接；数字转换器，包括输入节点和一个或 多个输出节点，数字转换器的输入节点与第二集成级的输出节点连接，并且一个或多个输 出节点被配置为承载第一数字信号；以及一个或多个数字-模拟转换器（DAC)，被配置为基 于第一数字信号在第一集成级的输入节点和第二集成级的输入节点处生成反馈信号。
[0016] 优选地，一个或多个DAC包括：电流驱动型DAC，并且电流驱动型DAC包括：第一输 出节点；第二输出节点；控制单元，被配置为基于第二数字信号生成第三组控制信号；以及 电流单元，包括：第一电流源，被配置为将第一电流注入电流驱动型DAC的第一输出节点或 电流驱动型DAC的第二输出节点；第二电流源，被配置为从电流驱动型DAC的第一输出节点 或电流驱动型DAC的第二输出节点提取第二电流；和一组开关，被配置为根据第三组控制 信号将第一电流源或第二电流源选择性地与电流驱动型DAC的第一输出节点或电流驱动 型DAC的第二输出节点电连接。
[0017] 根据本发明的另一方面，提供了一种电路，包括：模拟-数字转换器（ADC)，具有非 反相输入节点、反相输入节点和N位数字输出端口，N是正整数；数字滤波器，具有输入端口 和输出端口，数字滤波器的输入端口连接至ADC的输出端口；数字脉宽调制（PWM)单元，具 有输入端口、第一PWM输出节点和第二PWM输出节点，数字PWM单元的输入端口连接至数 字滤波器的输出端口；第一预驱动单元，包括输入节点、第一输出节点和第二输出节点，第 一预驱动单元的输入节点连接至第一PWM输出节点；第一D类输出驱动器，具有第一输入 节点、第二输入节点和输出节点，第一D类输出驱动器的第一输入节点连接至第一预驱动 单元的第一输出节点，第一D类输出驱动器的第二输入节点连接至第一预驱动单元的第二 输出节点；第一电阻网络，具有第一节点和第二节点，第一电阻网络的第一节点连接至第一 D类输出驱动器的输出节点，而第一电阻网络的第二节点连接至ADC的非反相输入节点，第 一反馈通路被限定为从第一D类输出驱动器的输出节点通过第一电阻网络至ADC的非反相 输入节点，并且第一反馈通路不包括截止频率低于ADC的采样频率的低通滤波器件；第二 预驱动单元，包括输入节点、第一输出节点和第二输出节点，第二预驱动单元的输入节点连 接至第二PWM输出节点；第二D类输出驱动器，具有第一输入节点、第二个输入节点和输出 节点，第二D类输出驱动器的第一输入节点连接至第二预驱动单元的第一输出节点，第二 D类输出驱动器的第二输入节点连接至第二预驱动单元的第二输出节点；以及第二电阻网 络，具有第一节点和第二节点，第二电阻网络的第一节点连接至第二D类输出驱动器的输 出节点，而第二电阻网络的第二节点连接至ADC的反相输入节点，第二反馈通路被限定为 从第二D类输出驱动器的输出节点通过第二电阻网络至ADC的反相输入节点，并且第二反 馈通路不包括截止频率低于ADC的采样频率的低通滤波器件。
[0018] 优选地，ADC是Σ-Δ连续时间ADC。
[0019] 优选地，该电路还包括：第一电源节点，具有第一电源电压电平；第一参考节点， 具有第一参考接地电平；第二电源节点，具有第二电源电压电平，第二电源电压电平大于第 一电源电压电平；以及第二参考节点，具有第二参考接地电平，第二参考接地电平与第一参 考接地电平基本相同，其中，数字滤波器和数字PWM单元电连接在第一电源节点和第一参 考节点之间；和第一D类输出驱动器和第二D类输出驱动器电连接在第二电源节点和第二 参考节点之间。
[0020] 优选地，ADC被配置为通过非反相输入节点和反相输入节点接收一对差分模拟信 号；一对差分模拟信号具有介于零频率至预定频率的范围内的信号带宽；以及ADC还被配 置为接收具有采样频率的时钟信号，采样频率不小于预定频率的预定倍数，并且预定倍数 至少为2。
[0021] 优选地，预定倍数为64、128或256。
[0022] 根据本发明的又一方面，提供了一种方法，包括：基于第一模拟输入信号和第一反 馈信号，由模拟-数字转换器（ADC)生成第一数字信号；基于第一数字信号，由数字滤波器 生成第二数字信号；基于第二数字信号生成第一PWM信号；基于第一PWM信号生成第一组 控制信号；基于第一组控制信号由第一D类输出驱动器生成第一输出信号；基于将第一输 出信号缩放预定比率生成第一反馈信号；以及将第一反馈信号与ADC连接，在不执行低通 滤波操作的条件下，执行生成第一反馈信号和连接第一反馈信号，低通滤波操作的截止频 率低于ADC的采样频率。
[0023] 优选地，还基于第二模拟输入信号和第二反馈信号执行产生第一数字信号；并且 该方法还包括：基于第二数字信号生成第二PWM信号；基于第二PWM信号生成第二组控制 信号；基于第二组控制信号，由第二D类输出驱动器生成第二输出信号；基于将第二输出信 号缩放预定比率生成第二反馈信号；以及将第二反馈信号与ADC连接，在不执行低通滤波 操作的条件下，执行生成第二反馈信号和连接第二反馈信号，低通滤波操作的截止频率低 于ADC的采样频率。
【附图说明】
[0024] 当结合附图进行阅读时，从以下详细描述可最佳理解本发明的各方面。应该注意， 根据工业中的标准实践，各个部件未按比例绘制。实际上，为了清楚的讨论，各个部件的尺 寸可以任意地增大或减小。
[0025] 图1是根据一些实施例的D类放大器的电路图；
[0026] 图2是根据一些实施例的D类放大器的Z-域框图；
[0027] 图3是根据一些实施例的可用于D类放大器的连续时间