[发明专利]用于脉宽调制放大器的可配置控制环路拓扑

说明书

根据本发明的实施例，一种系统可以具有可配置控制环路拓扑，其中，所述系统包括第一模式控制环路、第二模式控制环路和可重新配置的PWM，所述可重新配置的PWM被配置为从输入信号产生输出信号。可重新配置的PWM可以包括数字PWM和模拟PWM，并且可以配置成使得：当第一模式控制环路被激活时，可重新配置的PWM利用模拟PWM从输入信号产生输出信号，并且当第二模式控制环路被激活时，可重新配置的PWM利用数字PWM从输入信号产生输出信号，数字PWM从数字比例积分微分控制器接收其输入。

技术领域

本发明总体上涉及用于音频和触觉装置，包括但不限于个人音频装置如无线电话和媒体播放器，或者包括但不限于包括触觉模块的装置的电路。背景技术

个人音频装置被广泛使用，其中个人音频装置包括无线电话、mp3播放器和其他消费音频装置，无线电话包括移动/蜂窝电话和无绳电话。这样的个人音频装置可以包括用于驱动一对耳机或者一个或更多个扬声器的电路。这样的电路通常包括用于将音频输出信号驱动到耳机或扬声器的功率放大器。一般而言，功率放大器通过从电源获取能量来放大音频信号并且进行控制使得音频输出信号和输入信号的形状相匹配且具有更大的幅值。

音频放大器的一个示例是D类放大器。D类放大器(也称为“开关放大器”)可以包括电子放大器，其中放大装置(例如，晶体管，通常为金属氧化物半导体场效应晶体管)作为电子开关而运行。在D类放大器中，可以通过脉冲宽度调制、脉冲密度调制或其他调制方法将待放大的信号转换成一系列脉冲，使得信号被转换成调制信号，其中调制信号的脉冲特性(例如，脉冲宽度、脉冲密度等)是信号幅值的函数。在用D类放大器放大之后，输出脉冲序列可以通过经过无源低通滤波器而被转换成未调制的模拟信号，其中这样的低通滤波器可以是D类放大器中的固有电路或者是由D类放大器驱动的负载。D类放大器经常被使用，这是由于和线性模拟放大器相比，D类放大器功率效率更高，且与线性模拟放大器相比，D类放大器可以使在有源器件中转换为热量的耗散功率更少。

通常，选择电压模式闭环脉冲宽度调制器(pulse width modulator，PWM)放大器，以便提供具有期望的总谐波失真(THD)和电源抑制比(PSRR)的精确负载电压。闭环电压模式PWM放大器通常采用模拟电压输入和感测的反馈电压信号，这些信号被馈送通过闭环模拟PWM调制器以驱动扬声器负载上的电压。

然而，根据具体应用，可能期望在电流模式或电压模式下使用单个PWM放大器电路交替驱动负载的选项。对于电流模式操作，需要对较大的负载阻抗变化进行精确的电流控制。为了实现较大的负载阻抗变化下的精确电流控制，现有的基于电压模式控制的模拟PWM调制器还不能灵活处理具有潜在高品质因数(Q)的负载谐振。高Q负载谐振会在闭环传递函数中产生纹波。发明内容

根据本发明的教导，可以减少或消除与利用放大器处理信号的现有方法相关联的一个或更多个缺点和问题。

根据本发明的实施例，一种系统可以具有可配置控制环路拓扑，其中，所述系统包括第一模式控制环路、第二模式控制环路和可重新配置的PWM，所述可重新配置的PWM被配置为从输入信号产生输出信号。可重新配置的PWM可以包括数字PWM和模拟PWM，并且可以配置成使得：当第一模式控制环路被激活时，可重新配置的PWM利用模拟PWM从输入信号产生输出信号；并且当第二模式控制环路被激活时，可重新配置的PWM利用数字PWM从输入信号产生输出信号，数字PWM从数字比例积分微分控制器接收其输入。

根据本发明的这些和其他实施例，一种用于系统中的可配置控制环路拓扑的方法，所述系统具有第一模式控制环路、第二模式控制环路和可重新配置的PWM，所述可重新配置的PWM具有数字PWM和模拟PWM并且被配置为从输入信号产生输出信号，所述方法包括：当所述第一模式控制环路被激活时，利用所述模拟PWM从所述输入信号产生所述输出信号，并且当所述第二模式控制环路被激活时，利用所述数字PWM从所述输入信号产生所述输出信号，所述数字PWM从数字比例积分微分控制器接收其输入。