具有死区时间畸变补偿的D类放大器的制作方法

本公开的各方面整体涉及信号放大器，并且具体地涉及具有死区时间畸变补偿的d类放大器。

背景技术：

1、d类放大器是具有呈h配置的四(4)个晶体管的输出级的功率高效放大器，负载位于h的水平段处。输出级通常被称为h桥。为了生成(例如，从左到右流过负载的)正负载电流+il，h桥的左上段和右下段上的晶体管导通，同时h桥的右上段和左下段上的晶体管截止。类似地，为了生成(例如，从右到左流过负载的)负负载电流-il，h桥的右上段和左下段上的晶体管导通，同时h桥的左上段和右下段上的晶体管截止。

2、控制h桥的晶体管的驱动器可以确保在h桥的操作期间没有直通电流发生。当左上晶体管和左下晶体管或右上晶体管和右下晶体管同时导通时，直通电流发生。在这种情况下，在上部电压轨与下部电压轨之间产生极低电阻路径或短路，从而导致显著高的电流流过h桥。这具有h桥消耗大量功率的不利后果，并且高电流可能对晶体管造成损坏。为了防止直通电流，驱动器可以插入死区时间，其中基本上没有电流在上部电压轨与下部电压轨之间流动。然而，负载两端的所得输出电压可能由于死区时间而畸变。

技术实现思路

1、以下内容呈现了对一个或多个具体实施的简要概括，以便提供对这样的具体实施的基本的理解。该概括不是对全部预期实现方式的详尽概述，并且不旨在于标识全部具体实施的关键或重要元素，也不旨在于描绘任何或全部具体实施的范围。其唯一的目的是以简化的形式介绍一个或多个具体实施的一些概念，作为随后介绍的更详细的描述的序言。

2、本公开的一个方面涉及一种装置。该装置包括：脉宽调制器，该脉宽调制器包括被配置为接收基于输入信号的第一信号的输入端，以及被配置为生成脉宽调制(pwm)信号的输出端；h桥，该h桥包括耦合到该脉宽调制器的输出端的输入端以及耦合到负载的输出端，其中该h桥被配置为基于该pwm信号来生成跨该负载的输出信号；和死区时间补偿电路，该死区时间补偿电路耦合到该h桥，其中该死区时间补偿电路被配置为补偿该输出信号中的死区时间畸变，其中该死区时间补偿电路耦合在该h桥的该输出端与该脉宽调制器的该输入端之间，并且其中该死区时间补偿电路包括：第一信号减法器，该第一信号减法器包括耦合到该h桥的该输出端的第一输入端，以及耦合到该脉宽调制器的该输出端的第二输入端；低通滤波器，该低通滤波器包括耦合到该第一信号减法器的输出端的输入端；和信号缩放器，该信号缩放器包括耦合到该低通滤波器的输出端的输入端，以及耦合到该脉宽调制器的该输入端的输出端。

3、本公开的另一方面涉及一种方法。该方法包括：基于输入信号来生成脉宽调制信号；基于该脉宽调制信号来生成跨负载的输出信号；以及修改该输出信号以补偿该输出信号中的死区时间畸变。

4、本公开的另一方面涉及一种装置。该装置包括：用于基于输入信号来生成脉宽调制信号的构件；用于基于该脉宽调制信号来生成跨负载的输出信号的构件；以及用于修改该输出信号以补偿该输出信号中的死区时间畸变的构件。

5、本公开的另一方面涉及一种装置。该装置包括：脉宽调制器，该脉宽调制器包括被配置为接收基于输入信号的第一信号的输入端，以及被配置为生成脉宽调制(pwm)信号的输出端；h桥，该h桥包括耦合到该脉宽调制器的输出端的输入端以及耦合到负载的输出端，其中该h桥被配置为基于该pwm信号来生成跨该负载的输出信号；和死区时间补偿电路，该死区时间补偿电路耦合到该h桥，其中该死区时间补偿电路被配置为补偿该输出信号中的死区时间畸变，其中该死区时间补偿电路包括脉冲修改电路，该脉冲修改电路包括耦合到该脉宽调制器的该输出端的输入端以及耦合到h桥驱动器的输入端的输出端，其中该h桥驱动器包括耦合到该h桥的该输入端的输出端。

6、本公开的另一方面涉及一种无线通信设备。该无线通信设备包括：音频编解码器，该音频编解码器被配置为生成音频信号；d类放大器，该d类放大器包括：脉宽调制器，该脉宽调制器包括被配置为基于该音频信号来接收第一信号的输入端，以及被配置为生成脉宽调制(pwm)信号的输出端；h桥，该h桥包括耦合到该脉宽调制器的输出端的输入端以及耦合到扬声器的输出端，其中该h桥被配置为基于该pwm信号来生成跨该扬声器的输出信号；和死区时间补偿电路，该死区时间补偿电路耦合到该h桥，其中该死区时间补偿电路被配置为补偿该输出信号中的死区时间畸变；信号处理器，该信号处理器被配置为生成或处理基带信号；收发器，该收发器被配置为基于该基带信号来生成射频信号，或者处理该基带信号以生成该射频信号；以及至少一个天线，该至少一个天线被配置为无线地发射或接收该射频信号。

7、为了实现前述目的和相关目的，一个或多个具体实施包括下文中充分地描述以及在权利要求中具体指出的特征。以下描述和所附插图详细阐述了这一个或多个具体实施的某些例示性方面。但是，这些方面仅仅是指示了可采用各个具体实施的原理的各种方式中的若干种，并且说明书具体实施旨在包括所有此类方面及其等效方案。

技术特征：

1.一种装置，包括：

2.根据权利要求1所述的装置，其中所述信号缩放器被配置为基本上以一除以所述脉宽调制器的脉宽调制增益来将所述低通滤波器的所述输出端处的信号进行缩放。

3.根据权利要求2所述的装置，还包括第二信号减法器，所述第二信号减法器包括被配置为接收基于所述输入信号的第二信号的第一输入端、耦合到所述信号缩放器的所述输出端的第二输入端、以及被配置为产生所述第一信号的输出端。

4.根据权利要求3所述的装置，还包括环路滤波器，所述环路滤波器被配置为基于所述输出信号与所述输入信号之间的差来生成所述第二信号。

5.根据权利要求4所述的装置，还包括第三信号减法器，所述第三信号减法器包括被配置为接收所述输入信号的第一输入端、被配置为接收所述输出信号的第二输入端、以及被配置为基于所述输出信号与所述输入信号之间的所述差来生成第三信号的输出端，其中所述环路滤波器被配置为基于所述第三信号来生成所述第二信号。

6.根据权利要求1所述的装置，还包括混叠误差补偿电路，所述混叠误差补偿电路包括分别耦合到所述脉宽调制器的所述输入端和所述输出端的输入端，以及耦合到所述脉宽调制器的所述输入端的输出端。

7.根据权利要求6所述的装置，其中所述混叠误差补偿电路被配置为基于所述第一信号和所述pwm信号来生成补偿信号，其中所述第一信号基于所述补偿信号和所述输入信号。

8.根据权利要求6所述的装置，其中所述混叠误差补偿电路包括：

9.根据权利要求1所述的装置，其中所述pwm信号包括差分pwm信号，其中所述输出信号包括差分输出信号，并且其中所述死区时间补偿电路包括运算放大器以及反馈电阻器和电容器，所述运算放大器包括被配置为接收所述差分pwm信号和所述差分输出信号的差分输入端，所述反馈电阻器和电容器并联耦合在所述运算放大器的差分输出端与所述差分输入端之间。

10.根据权利要求1所述的装置，其中所述死区时间补偿电路包括脉冲修改电路，所述脉冲修改电路包括耦合到所述脉宽调制器的所述输出端的输入端以及耦合到h桥驱动器的输入端的输出端，其中所述h桥驱动器包括耦合到所述h桥的所述输入端的输出端。

11.根据权利要求10所述的装置，其中所述死区时间补偿电路还包括电流极性传感器，所述电流极性传感器被配置为生成指示穿过所述负载的负载电流的方向的电流极性信号，其中所述电流极性传感器包括耦合到所述脉冲修改电路的输入端的输出端，在所述电流极性传感器的所述输出端处生成所述电流极性信号。

12.根据权利要求11所述的装置，其中所述h桥包括：

13.根据权利要求12所述的装置，其中所述pwm信号包括第一pwm信号和第二pwm信号，其中所述脉冲修改电路被配置为基于所述电流极性信号指示所述负载电流在所述正方向上流动来延迟第一pwm信号进行第一转变以生成第一经修改pwm信号，其中所述h桥驱动器被配置为基于所述第一经修改pwm信号来生成第一控制信号，并且其中所述h桥的所述正部分被配置为基于所述第一控制信号来生成所述负载电流。

14.根据权利要求13所述的装置，其中所述脉冲修改电路被配置为基于所述电流极性信号指示所述负载电流在所述正方向上流动来延迟所述第二pwm信号进行第二转变生成第二经修改pwm信号，其中所述h桥驱动器被配置为基于所述第二经修改pwm信号来生成第二控制信号，并且其中所述h桥的所述正部分被配置为基于所述第二控制信号来生成所述负载电流。

15.根据权利要求12所述的装置，其中所述pwm信号包括第一pwm信号和第二pwm信号，其中所述脉冲修改电路被配置为基于所述电流极性信号指示所述负载电流在所述负方向上流动来延迟第一pwm信号进行第一转变以生成第一经修改pwm信号，其中所述h桥驱动器被配置为基于所述第一经修改pwm信号来生成第一控制信号，并且其中所述h桥的所述负部分被配置为基于所述第一控制信号来生成所述负载电流。

16.根据权利要求15所述的装置，其中所述脉冲修改电路被配置为基于所述电流极性信号指示所述负载电流在所述负方向上流动来延迟所述第二pwm信号进行第二转变以生成第二经修改pwm信号，其中所述h桥驱动器被配置为基于所述第二经修改pwm信号来生成第二控制信号，并且其中所述h桥的所述负部分被配置为基于所述第二控制信号来生成所述负载电流。

17.根据权利要求1所述的装置，其中所述死区时间补偿电路包括被配置为生成偏移信号的偏移信号生成电路，其中所述偏移信号生成电路包括耦合到所述脉宽调制器的输入端的输出端，在所述偏移信号生成电路的所述输出端处生成所述偏移信号。

18.根据权利要求17所述的装置，其中所述脉宽调制器包括耦合到h桥驱动器的输入端的输出端，其中所述h桥驱动器包括耦合到所述h桥的所述输入端的输出端。

19.根据权利要求18所述的装置，其中所述h桥包括：

20.根据权利要求19所述的装置，其中所述偏移信号生成电路被配置为基于所述负载电流在所述正方向上流动来生成所述偏移信号以延迟所述pwm信号中的转变，其中所述h桥驱动器被配置为基于所述pwm信号来生成控制信号，并且其中所述h桥的所述正部分被配置为基于所述控制信号来生成所述负载电流。

21.根据权利要求19所述的装置，其中所述偏移信号生成电路被配置为基于所述负载电流在所述负方向上流动来生成所述偏移信号以延迟所述pwm信号中的转变，其中所述h桥驱动器被配置为基于所述pwm信号来生成控制信号，并且其中所述h桥的所述负部分被配置为基于所述控制信号来生成所述负载电流。

22.一种方法，包括：

23.根据权利要求22所述的方法，其中修改所述输出信号包括：

24.根据权利要求22所述的方法，其中修改所述输出信号包括修改所述脉宽调制信号。

25.根据权利要求22所述的方法，其中修改所述输出信号包括修改所述脉宽调制信号的所述生成。

26.一种装置，包括：

27.根据权利要求26所述的装置，其中修改所述输出信号包括：

28.根据权利要求26所述的装置，其中用于修改所述输出信号的构件包括用于修改所述脉宽调制信号或所述脉宽调制信号的所述生成的构件。

29.一种装置，包括：

30.根据权利要求29所述的装置，其中所述死区时间补偿电路还包括电流极性传感器，所述电流极性传感器被配置为生成指示穿过所述负载的负载电流的方向的电流极性信号，其中所述电流极性传感器包括耦合到所述脉冲修改电路的输入端的输出端，在所述电流极性传感器的所述输出端处生成所述电流极性信号。

技术总结
一种D类放大器，包括：脉宽调制器，该脉宽调制器包括被配置为接收基于输入信号的第一信号的输入端，以及被配置为生成脉宽调制(PWM)信号的输出端；H桥，该H桥包括耦合到该脉宽调制器的输出端的输入端以及耦合到负载的输出端，其中该H桥被配置为基于该PWM信号来生成跨该负载的输出信号；和死区时间补偿电路，该死区时间补偿电路耦合到该H桥，其中该死区时间补偿电路被配置为补偿该输出信号中的死区时间畸变。该死区时间补偿电路能够是该H桥的输出端与该脉宽调制器的输入端之间的反馈电路、该脉宽调制器的该输出端处的脉冲修改电路，或者向该脉宽调制器提供偏移信号的偏移信号生成电路。

技术研发人员：C·杨,唐冬阳,S·加拉尔,X·张,S·S·查基拉拉,P·西尔瓦
受保护的技术使用者：高通股份有限公司
技术研发日：
技术公布日：2024/3/27