[发明专利]减小PWM放大器中空闲信道电流和噪声最低值的系统和方法

说明书

本申请要求以下美国专利申请的优先权： 

Travis Guthrie和Daniel Chieng于2010年1月8日提交的题为“SYSTEMS AND METHODS TO REDUCE IDLE CHANNEL CURRENTAND NOISE FLOOR BY RAMPING DOWN NOISE SHAPERCOEFFICIENTS(通过持续降低噪声整形器系数来减小空闲信道电流和噪声最低值的系统和方法)(委托案号No.ELAN-01252US0)”的美国临时专利申请No.61/293,586；以及 

Travis Guthrie和Daniel Chieng于2010年8月18日提交的题为“SYSTEMS AND METHODS TO REDUCE IDLE CHANNEL CURRENTAND NOISE FLOOR IN A PWM AMPLIFIER(减小PWM放大器中空闲信道电流和噪声最低值的系统和方法)(委托案号No.ELAN-01252US1)”的美国专利申请No.12/858,700，这些文献均援引包含于此。 

技术领域

本发明的实施例总地涉及脉宽调制(PWM)放大器及其使用方法。

背景技术

图1包含示出示例性脉宽调制(PWM)放大器100的组件的方框图，该PWM放大器100包括PWM控制器102、输出级128和选用的输出滤波器130。PWM放大器100图示为用来驱动可能是扬声器的负载132。PWM控制器102通常为单片集成电路(IC)器件，它包括输入/输出(I/O)接口104、用于信号处理的数字信号处理器(DSP)内核106以及PWM引擎110。

I/O接口104通常以例如44.1kHz、48kHz、96kHz或192kHz的音频采 样率接收经脉冲代码调制的(PCM)音频信号。这通常支持例如S/PDIF、I2S或HAD的多种音频输入格式。DSP内核106从I/O接口104接收音频采样，实现例如跨越(crossover)、音调控制或均衡器的信号处理效果，并将得到的数字音频信号108传至PWM引擎110。

提供给PWM引擎110的数字音频信号108在下文中经常被称为音频数据信号108，也就是输入至PWM引擎110的数据信号。PWM引擎110将执行额外信号处理和PCM-PWM转换。PWM引擎110包括内插器块112、PWM校正块120、噪声整形器122、选用的限幅器124以及PWM调制器126。

在图1的示例性设计中，音频数字信号108可以是例如24位2的补码脉冲码调制的(PCM)音频数据信号，该音频数据信号具有48kHz的音频采样频率。其它示例性音频采样频率包括44.1kHz、96kHz和192kHz，但也可采用其它采样频率。

音频数据信号108(例如具有48kHz的音频采样频率)然后通过内插器块112内插，直至预定的脉宽调制(PWM)率为止。例如，内插器块112可从例如48kHz的DSP采样率至例如384kHz的PWM切换率对(例如从DSP内核106接收的)音频数据信号108进行升频采样。如图1所示，内插器块112可包括例如前端内插器114、后端内插器116和增益级118，但不仅限于此。前端内插器114可升频内插采样频率高至4倍频并可包括例如具有相对尖锐截止的有限脉冲响应(FIR)滤波器。后端内插器116可升频内插采样频率高至另一4倍频并可包括例如具有相对平坦截止的简单低成本仿形内插器。内插器增益级118例如可被调整以补偿内插器块112中的非同式增益，或用来调节音频数据信号108的增益。

内插器112的输出被提供给PWM校正块120，该校正块也被称为非线性校正块。PWM校正块120施加预校正(也称预失真)至数字音频信号，这近似地校正由PCM-PWM转换形成的非线性人为杂波。