[发明专利]一种基于闭环负反馈的UPWM失真校正方法及该方法构建的数字UPWM调制器

权利要求书

1.一种基于闭环负反馈的UPWM失真校正方法，其特征在于，其步骤如下：

步骤一：构造m倍插值滤波器，m为整数，把功放输入数字信号的采样频率f_s提升m倍到采样频率m×f_s；

步骤二：在数字Sigma-Delta调制器之前添加N倍插零值模块，N为整数，将数字Sigma-Delta调制器输入信号的采样频率提升为m×N×f_s；

步骤三：在数字Sigma-Delta调制器之后添加N倍抽取模块，将数字Sigma-Delta调制器输出信号的采样频率降低为m×f_s，从而确保N级UPWM发生器输入信号的采样频率仍为m×f_s，输出信号的采样频率仍为m×N×f_s；此时，数字Sigma-Delta调制器的输入信号和UPWM发生器的输出信号具有相同的采样频率，均为m×N×f_s；

步骤四：为了使原数字Sigma-Delta调制器能够在m×N×f_s的采样频率下正常工作，需要对原数字Sigma-Delta调制器的状态空间表达式进行重构，求取工作频率为m×N×f_s的数字Sigma-Delta调制器的状态空间表达式；

步骤五：根据重构后的状态空间表达式，求取一组新的状态空间系数，使得在每一个的时间段内，经过添加N倍插零值模块和N倍抽取模块以及重构数字Sigma-Delta调制器后的数字D类音频功放系统与原数字D类音频功放系统等价；

步骤六：由于在音频带宽范围内，N倍抽取模块和N级UPWM发生器的增益近似为1，而且数字Sigma-Delta调制器的输入信号和UPWM发生器的输出信号的采样频率都为m×N×f_s，于是将UPWM发生器的输出信号反馈到重构后的数字Sigma-Delta调制器的输入端构成闭环环路，即将N倍抽取模块和N级UPWM发生器均包含到重构后的数字Sigma-Delta调制器的环路内，构成数字闭环模块，利用数字Sigma-Delta调制器的高开环增益特性校正UPWM发生器产生的非线性失真；

步骤七：为了进一步降低系统功耗，在构成数字闭环模块时，将N倍抽取模块移动到数字Sigma-Delta调制器的量化器Q之前，从而在不影响UPWM失真校正效果和环路状态空间表达式的同时降低量化器Q的工作频率，便于硬件实现。

2.根据权利要求1所述的基于闭环负反馈的UPWM失真校正方法，其特征在于，所述步骤二中，N倍插零值模块生成输出信号的规则是：

其中X和X′分别为N倍插零值模块的输入和输出信号，n为整数，k₁为1～N的任一整数；由式(1)可知，N倍插零值模块在每个输入数据之间均匀插入(N-1)个零值，从而使X′的采样频率比X高N倍，而且k₁取不同值时，N倍插零值模块在插零值时的时间点不同。

3.根据权利要求1所述的基于闭环负反馈的UPWM失真校正方法，其特征在于，所述步骤三中，N倍抽取模块生成输出信号的规则是：

S_{de_out}(n)＝S_{de_in}(Nn+k₁-1)           (2)

其中S_{de_in}和S_{de_out}分别为N倍抽取模块的输入和输出信号；由式(2)可知，N倍抽取模块将S_{de_in}中每N个数据抽取一个进行输出，从而使S_{de_out}的采样频率比S_{de_in}低N倍，而且k₁取不同值时，N倍抽取模块抽取的数据时间点不同。