[发明专利]差动式内插脉冲宽度调变数字模拟转换装置及方法

权利要求书

1.一种差动式内插脉冲宽度调变数字模拟转换装置，连接至一输入数字音频文件串流，该差动式内插脉冲宽度调变数字模拟转换装置包含：

一内插脉冲宽度调变模块，从该输入数字音频文件串流产生差动脉冲；

一电源驱动器，连接至该内插脉冲宽度调变模块，用以提供能量至一终端负载；以及

一滤波器，连接至该电源驱动器，用以移除不要的谐波信号而在输出至该终端负载之前重新建构模拟信号，

其中该内插脉冲宽度调变模块进一步包含一PWM脉冲产生器、一内插解析度单元、一自校正单元以及一差动脉冲宽度产生器，该PWM脉冲产生器连接至该输入数字音频文件串流，并将该输入数字音频文件串流转换为时域脉冲宽度的一级数；该内插解析度单元连接至该PWM脉冲产生器，用以增加脉冲宽度的时域解析度；该自校正单元连接至该内插解析度单元，用以维持该内插单元的脉冲宽度的精度；以及该差动脉冲宽度产生器，连接至该PWM脉冲产生器以及该内插解析度单元，用以转换该PWM脉冲产生器的该级数为电压域及时域定义的差动形式。

2.如权利要求1所述的差动式内插脉冲宽度调变数字模拟转换装置，其中该差动脉冲宽度产生器输出一脉冲DP及一脉冲DN，而该脉冲DP及该脉冲DN的宽度由该内插脉冲宽度调变模块决定。

3.如权利要求1所述的差动式内插脉冲宽度调变数字模拟转换装置，其中该内插脉冲宽度调变模块使用一PWM信号编码方案来决定一被量化为N位元呈现的输入信号的内插解析度的位元数值K，该被量化为N位元呈现的输入信号包含一位元的符号，J位元的一最大有效位元部分，以及K位元的一最小有效位元部分，該N、J和K为正整数，其中T_P是能够通过该电源驱动器而不会减小的一最小脉冲宽度，而T_R是该被量化为N位元呈现的输入信号的一最小解析度，当该内插脉冲宽度调变模块输出一脉冲DP及一脉冲DN，而该被量化为N位元呈现的输入信号的范围是-(2^N-1)to(2^N-1)，该PWM信号编码方案被定义为Vo=DP-DN，而对于该被量化为N位元呈现的输入信号的任意值S，Vo=S*T_R。

4.一种脉冲宽度内插方法，应用于包含一脉冲宽度调变脉冲产生器、一内插解析度单元、一自校正单元以及一差动脉冲宽度产生器的一内插脉冲宽度调变模块，该方法包含以下步骤：

选择一脉冲宽度调变取样率，以决定所需的N位元的数目；

选择能够通过一电源驱动器而不会减小的一最小脉冲宽度；

决定一最小时间解析度；

决定一被量化为N位元呈现的输入信号内插解析度位元数K，该被量化为N位元呈现的输入信号包含一位元的符号，J位元的一最大有效位元部分，以及K位元的一最小有效位元部分，其中T_P是该最小脉冲宽度，T_R是该最小解析度；以及

输出具有一指定脉冲宽度的一第一内插脉冲及一第二内插脉冲。

5.一种单一侧展开的内插脉冲宽度调变编码方法，应用以呈现通过一内插脉冲宽度调变模块所产生的一编码，该内插脉冲宽度调变模块接收一输入信号，并输出一第一脉冲及一第二脉冲，该输入信号的数值的范围是–(2N-1)to(2N-1)，该第一脉冲及该第二脉冲的宽度是可变的，而该第一脉冲的脉冲前缘与该第二脉冲的脉冲前缘发生在相同时间，该编码被定义为该第一脉冲与该第二脉冲的差值，该单一侧展开的内插脉冲宽度调变编码方法包含：

一最小脉冲宽度T_P；

一最小时间解析度T_R；

当该输入信号的数值S为零时，该第一脉冲的宽度及该第二脉冲的宽度为T_P，或是该第一脉冲的宽度及该第二脉冲的宽度为零；

对于当该输入信号的数值S为±1时，该第一脉冲的宽度为T_P+T_R，而该第二脉冲的宽度为T_P；

对于当该输入信号的数值S为±2时，该第一脉冲的宽度为T_P+2T_R，而该第二脉冲的宽度为T_P；以及

对于当该输入信号的任意数值S，该第一脉冲的宽度为T_P+S*T_R，而该第二脉冲的宽度为T_P。

6.一种双侧展开的内插脉冲宽度调变编码方法，应用以呈现通过一内插脉冲宽度调变模块所产生的一编码，该内插脉冲宽度调变模块接收一输入信号，并输出一第一脉冲及一第二脉冲，该输入信号的数值的范围是-(2N-1)to(2N-1)，该第一脉冲及该第二脉冲的宽度是可变的，而该第一脉冲的中点与该第二脉冲的中点重合，该编码被定义为该第一脉冲与该第二脉冲的差值，该双侧展开的内插脉冲宽度调变编码方法包含：

一最小脉冲宽度T_P；

一最小时间解析度T_R；

当该输入信号的数值S为零时，该第一脉冲的宽度及该第二脉冲的宽度为2T_P，或是该第一脉冲的宽度及该第二脉冲的宽度为零；

对于当该输入信号的数值S为±1时，该第一脉冲的宽度为T_P+2T_R，而该第二脉冲的宽度为T_P；

对于当该输入信号的数值S为±2时，该第一脉冲的宽度为T_P+4T_R，而该第二脉冲的宽度为T_P；以及

对于当该输入信号的任意数值S，该第一脉冲的宽度为T_P+2*S*T_R，而该第二脉冲的宽度为T_P。