專利名稱：能夠降位的數(shù)字脈沖寬度調(diào)制系統(tǒng)及方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本發(fā)明涉及一種數(shù)字脈沖調(diào)制技術(shù)，尤其涉及一種能夠降位的數(shù)字脈沖寬度調(diào)制系統(tǒng) 及方法。
背景技術(shù)：
如今音頻領(lǐng)域越來(lái)越多地使用數(shù)字信源，如CD的PCM (pulse code modulation,脈沖 編碼調(diào)制)編碼等等。因此，D類放大器所面臨的挑戰(zhàn)就是直接將數(shù)字信號(hào)轉(zhuǎn)換為P麗(脈 沖寬度調(diào)制)信號(hào)。最容易想到的辦法就是將PCM信號(hào)直接變換為PWM信號(hào)。
如圖1所示，現(xiàn)有技術(shù)中，數(shù)字脈沖寬度調(diào)制系統(tǒng)主要由帶清零端的D觸發(fā)器、同或 門、帶進(jìn)位的數(shù)字比較器、不帶進(jìn)位的數(shù)字比較器和反相器等模塊組成。
其中IN1 IN8是數(shù)字信號(hào)源的輸入端；CLK是時(shí)鐘頻率；rs是清零端。
數(shù)字P麗的輸入信號(hào)為8位的數(shù)字音頻信號(hào)，采樣頻率為44. lKHz。在時(shí)鐘信號(hào)CLK的控 制之下，8個(gè)D觸發(fā)器組成循環(huán)計(jì)數(shù)器，由節(jié)點(diǎn)9、 18、 19、 20、 21、 22、 23、 24產(chǎn)生所需要 的循環(huán)計(jì)數(shù)碼，不斷的與輸入的數(shù)字信號(hào)進(jìn)行比較，形成占空比不同的脈寬調(diào)制信號(hào)。
上述現(xiàn)有技術(shù)至少存在以下缺點(diǎn)數(shù)字P麗調(diào)制需要較高的時(shí)鐘頻率，不適合用于高 比特?cái)?shù)據(jù)的轉(zhuǎn)換。而且這種結(jié)構(gòu)是順序完成比較的，效率較低。

發(fā)明內(nèi)容
本發(fā)明的目的是提供一種時(shí)鐘頻率低、適合用于高比特?cái)?shù)據(jù)轉(zhuǎn)換，且效率高的能夠降 位的數(shù)字脈沖寬度調(diào)制系統(tǒng)及方法。
本發(fā)明的目的是通過(guò)以下技術(shù)方案實(shí)現(xiàn)的
本發(fā)明的能夠降位的數(shù)字脈沖寬度調(diào)制系統(tǒng)，包括多位比較單元，所述的多位比較單 元分為多個(gè)高位比較單元和多個(gè)低位比較單元，所述多個(gè)高位比較單元之間構(gòu)成獨(dú)立的高 位比較模塊；所述多個(gè)低位比較單元之間構(gòu)成獨(dú)立的低位比較模塊，所述高位比較模塊與 所述低位比較模塊的輸出端連接有至少一個(gè)邏輯門，所述邏輯門接收所述高位比較模塊和 所述低位比較模塊的比較結(jié)果并進(jìn)行綜合判斷后向外部輸出判斷結(jié)果。
本發(fā)明的能夠降位的數(shù)字脈沖寬度調(diào)制方法，由控制信號(hào)與輸入的數(shù)字信號(hào)進(jìn)行比較，形成脈寬調(diào)制信號(hào)，所述的控制信號(hào)和數(shù)字信號(hào)分別包括高位信號(hào)和低位信號(hào)，首先 將所述高位信號(hào)和低位信號(hào)分別單獨(dú)進(jìn)行比較，然后對(duì)比較的結(jié)果進(jìn)行綜合判斷，并根據(jù) 綜合判斷的結(jié)果形成脈寬調(diào)制信號(hào)。
由上述本發(fā)明提供的技術(shù)方案可以看出，本發(fā)明所述的能夠降位的數(shù)字脈沖寬度調(diào)制 系統(tǒng)及方法，由于多位比較單元分為多個(gè)高位比較單元和多個(gè)低位比較單元，構(gòu)成獨(dú)立的 高位比較模塊和低位比較模塊，當(dāng)控制信號(hào)與輸入的數(shù)字信號(hào)進(jìn)行比較時(shí)，首先將高位信 號(hào)和信號(hào)分別單獨(dú)進(jìn)行比較，然后對(duì)比較的結(jié)果進(jìn)行綜合判斷，并根據(jù)綜合判斷的結(jié)果形 成脈寬調(diào)制信號(hào)。時(shí)鐘頻率低、適合用于高比特?cái)?shù)據(jù)轉(zhuǎn)換，且效率高。


圖l為現(xiàn)有技術(shù)中的能夠降位的數(shù)字脈沖寬度調(diào)制系統(tǒng)框圖； 圖2為本發(fā)明能夠降位的數(shù)字脈沖寬度調(diào)制系統(tǒng)框圖。
具體實(shí)施例方式
本發(fā)明的能夠降位的數(shù)字脈沖寬度調(diào)制系統(tǒng)，其較佳的具體實(shí)施方式
如圖2所示，包 括多位比較單元，多位比較單元分為多個(gè)高位比較單元和多個(gè)低位比較單元。多個(gè)高位比 較單元之間構(gòu)成獨(dú)立的高位比較模塊；多個(gè)低位比較單元之間構(gòu)成獨(dú)立的低位比較模塊。 高位比較模塊與低位比較模塊的輸出端連接有一個(gè)或多個(gè)邏輯門，邏輯門接收高位比較模 塊和低位比較模塊的比較結(jié)果并進(jìn)行綜合判斷后向外部輸出判斷結(jié)果，即最終的比較結(jié) 果。
一個(gè)具體實(shí)施例，包括8位比較單元，的8位比較單元中，4個(gè)高位比較單元之間構(gòu)成獨(dú) 立的高位比較模塊，4個(gè)低位比較單元之間構(gòu)成獨(dú)立的低位比較模塊。
本發(fā)明也適用于16位、32位比較單元等，也可以將多個(gè)比較單元?jiǎng)澐殖啥鄠€(gè)比較模 塊，每個(gè)比較模塊單獨(dú)進(jìn)行比較，然后對(duì)多個(gè)比較模塊的比較結(jié)果進(jìn)行綜合判斷，得出最 終的比較結(jié)果。
本發(fā)明的能夠降位的數(shù)字脈沖寬度調(diào)制方法，由控制信號(hào)與輸入的數(shù)字信號(hào)進(jìn)行比 較，形成脈寬調(diào)制信號(hào)，控制信號(hào)和數(shù)字信號(hào)分別包括高位信號(hào)和低位信號(hào)。比較時(shí)，首 先將高位信號(hào)和低位信號(hào)分別單獨(dú)進(jìn)行比較，然后對(duì)比較的結(jié)果進(jìn)行綜合判斷，并根據(jù)綜 合判斷的結(jié)果形成脈寬調(diào)制信號(hào)。控制信號(hào)可以是由時(shí)鐘信號(hào)控制的循環(huán)計(jì)數(shù)碼。
一個(gè)具體實(shí)施例2 控制信號(hào)和數(shù)字信號(hào)分別包括8位，其中前4位為高位信號(hào)、后4位為低位信號(hào)。 設(shè)控制信號(hào)為A8A7A6AsB4B3B2B,;數(shù)字信號(hào)為A'sAVVsA'sB^B'WW!，且當(dāng)控制信號(hào)
大于數(shù)字信號(hào)時(shí)，輸出結(jié)果為高電平；當(dāng)控制信號(hào)小于或等于數(shù)字信號(hào)時(shí)，輸出結(jié)果為低
電平，具體比較情況如下
當(dāng)A8八7A6A5〉A(chǔ)'8A'7A'6A'5時(shí)，最終的輸出結(jié)果為高電平(此時(shí)，可以不管低位的比較
情況)；
當(dāng)AsA7A6A5〈 A'8AVA'6A'5時(shí)，若B4B3B2B" B^B^B^B^，最終的輸出結(jié)果為低電平； 當(dāng)A8A7A6A5〈A'8A'7A'6A'5時(shí)，若B4B3B2Bt = B'4B、B'2B、，最終的輸出結(jié)果為低電平； 當(dāng)AsA7A6A5二A'8AVV6A'5時(shí)，若B4B3B2B^B'4B'3B'2B、，最終的輸出結(jié)果為低電平； 當(dāng)AsA7A6As二AVV7A'6A'5時(shí)，若B4B3B2B尸B'4B'3B'2B、，最終的輸出結(jié)果為低電平； 當(dāng)AsA7A6A5〈 A'sA'7A'6A'5時(shí)，若B4B3B2B！〉 B'4B、B'2B、，最終的輸出結(jié)果為低電平；
當(dāng)A8A7A6A5二A'8AW6A'5時(shí)，若B4B3B2Bi〉B'4B'3B'2B、，最終的輸出結(jié)果為高電平。
通過(guò)上述的比較判斷過(guò)程，各種情況盡可涵蓋其中。
與現(xiàn)有技術(shù)相比，本發(fā)明不是簡(jiǎn)單的順序的比較，而是分為高低兩組，分別同時(shí)進(jìn)行 比較，將比較的結(jié)果綜合成最終的結(jié)果。此種比較方式提高了比較的速度，節(jié)省了時(shí)間， 提高了效率。
當(dāng)加上相同的激勵(lì)信號(hào)時(shí)，形成的網(wǎng)表如下所示
vl clk 0 pulse(5 0 368n 0. 0001n 0. OOOln 368n 736n) *高位時(shí)鐘，8個(gè)數(shù)據(jù)循
環(huán)一次
v2 control 0 pulse(5 0 11776n 0. 0001n 0. 0001n U776n 23552n) v6 in5 0 pulse (0 0 0u 0. OOOln 0. OOOln 0u 0u) v7 in6 0 pulse (0 0 0u 0.OOOln 0. OOOln 0u 0u) v8 in7 0 pulse (0 0 0u 0. OOOln 0. OOOln 0u 0u) v9 in8 0 pulse (0 0 0u 0.OOOln 0. OOOln 0u 0u) vlO rs 0 pulse(0 5 20n 0.OOOln 0. OOOln 23532n 23552n) vll clkl 0 pulse(5 0 46n 0. OOOln 0. OOOln 46n 92n) 氺最小的時(shí)鐘頻率CLK v21 controll 0 pulse(5 0 11776n 0. OOOln 0. OOOln 11776n 23552n) *占空比為 50X的CLKX256
v61 inl 0 pulse(5 5 0u 0.OOOln 0.OOOln 0u 0u) v71 in2 0 pulse(0 0 0u 0.OOOln 0.OOOln 0u 0u) v81 in3 0 pulse(0 0 0u 0.OOOln 0.OOOln 0u Ou) v91 in4 0 pulse(0 0 Ou 0. OOOln 0. OOOln Ou Ou)vlOl rsl 0 pulse (0 5 20n 0. OOOln 0. OOOln 716n 736n)承經(jīng)過(guò)CLK X 8個(gè)周期清零一次。
本發(fā)明與現(xiàn)有技術(shù)相比，所生成的P麗信號(hào)是相同的。但是由于采用降位比較的方 式，加快了比較的速度，提高了電路的效率。本發(fā)明降位后結(jié)構(gòu)的輸出波形可以比現(xiàn)有技 術(shù)快5 10ns。且需要的時(shí)鐘頻率低，可以適合用于高比特?cái)?shù)據(jù)轉(zhuǎn)換。
以上所述，僅為本發(fā)明較佳的具體實(shí)施方式
，但本發(fā)明的保護(hù)范圍并不局限于此，任 何熟悉本技術(shù)領(lǐng)域的技術(shù)人員在本發(fā)明揭露的技術(shù)范圍內(nèi)，可輕易想到的變化或替換，都 應(yīng)涵蓋在本發(fā)明的保護(hù)范圍之內(nèi)。
權(quán)利要求
1、一種能夠降位的數(shù)字脈沖寬度調(diào)制系統(tǒng)，包括多位比較單元，其特征在于，所述的多位比較單元分為多個(gè)高位比較單元和多個(gè)低位比較單元，所述多個(gè)高位比較單元之間構(gòu)成獨(dú)立的高位比較模塊；所述多個(gè)低位比較單元之間構(gòu)成獨(dú)立的低位比較模塊，所述高位比較模塊與所述低位比較模塊的輸出端連接有至少一個(gè)邏輯門，所述邏輯門接收所述高位比較模塊和所述低位比較模塊的比較結(jié)果并進(jìn)行綜合判斷后向外部輸出判斷結(jié)果。
2、 根據(jù)權(quán)利要求l所述的能夠降位的數(shù)字脈沖寬度調(diào)制系統(tǒng)，其特征在于，包括8位 比較單元，所述的8位比較單元中，4個(gè)高位比較單元之間構(gòu)成獨(dú)立的高位比較模塊，4個(gè)低 位比較單元之間構(gòu)成獨(dú)立的低位比較模塊。
3、 一種能夠降位的數(shù)字脈沖寬度調(diào)制方法，由控制信號(hào)與輸入的數(shù)字信號(hào)進(jìn)行比 較，形成脈寬調(diào)制信號(hào)，其特征在于，所述的控制信號(hào)和數(shù)字信號(hào)分別包括高位信號(hào)和低 位信號(hào)，首先將所述高位信號(hào)和低位信號(hào)分別單獨(dú)進(jìn)行比較，然后對(duì)比較的結(jié)果進(jìn)行綜合 判斷，并根據(jù)綜合判斷的結(jié)果形成脈寬調(diào)制信號(hào)。
4、 根據(jù)權(quán)利要求3所述的能夠降位的數(shù)字脈沖寬度調(diào)制方法，其特征在于，所述的控 制信號(hào)和數(shù)字信號(hào)分別包括8位，其中前4位為高位信號(hào)、后4位為低位信號(hào)。
5、 根據(jù)權(quán)利要求4所述的能夠降位的數(shù)字脈沖寬度調(diào)制方法，其特征在于，所述的控 制信號(hào)為AsA7A6A5B4B3B2B！，所述的數(shù)字信號(hào)為A'8A'7A'6A'sB'4B'3B'2B、，當(dāng)所述控制信號(hào) 大于所述的數(shù)字信號(hào)時(shí)，輸出結(jié)果為高電平；當(dāng)所述控制信號(hào)小于或等于所述的數(shù)字信號(hào) 時(shí)，輸出結(jié)果為低電平，具體比較情況如下當(dāng)AsA7A6A5〉A(chǔ)W7A'6A'5時(shí)，最終的輸出結(jié)果為高電平；當(dāng)AsA7AsA5〈 A'sA'7A'6A'5時(shí)，若B4B3B2B！〈 B'4B'3B'2BV最終的輸出結(jié)果為低電平； 當(dāng)A8A7A6As〈A'8AVA'6A'5時(shí)，若B4B3B2B產(chǎn)B'4B'3B'2B、，最終的輸出結(jié)果為低電平； 當(dāng)A8A7A6A5 = A'8A'7A'6A'5時(shí)，若B4B3B2Bi〈B'4B、B'2B、，最終的輸出結(jié)果為低電平； 當(dāng)A8A7A6A5二A'8A'7A'6A'5時(shí)，若B4B3B2BpBUB'^'Wi，最終的輸出結(jié)果為低電平； 當(dāng)A8A7A6As〈A'sA'7A'6A'5時(shí)，若B4B3B2Bi〉 B'4B、B'2B、，最終的輸出結(jié)果為低電平；當(dāng)A8A7A6A5^AW7A'6A'5時(shí)，若B4B3B2B^B'4B'3B'2B、，最終的輸出結(jié)果為高電平。
6、 根據(jù)權(quán)利要求3、 4或5所述的能夠降位的數(shù)字脈沖寬度調(diào)制方法，其特征在于，所 述的控制信號(hào)為由時(shí)鐘信號(hào)控制的循環(huán)計(jì)數(shù)碼。
全文摘要
本發(fā)明公開(kāi)了一種能夠降位的數(shù)字脈沖寬度調(diào)制系統(tǒng)及方法，將多位比較單元分為多個(gè)高位比較單元和多個(gè)低位比較單元，構(gòu)成獨(dú)立的高位比較模塊和低位比較模塊，當(dāng)系統(tǒng)產(chǎn)生的循環(huán)計(jì)數(shù)碼與輸入的數(shù)字信號(hào)進(jìn)行比較時(shí)，首先將高位信號(hào)和低位信號(hào)分別單獨(dú)進(jìn)行比較，然后對(duì)比較的結(jié)果進(jìn)行綜合判斷，并根據(jù)綜合判斷的結(jié)果形成脈寬調(diào)制信號(hào)。采用降位比較的方式，加快了比較的速度，提高了電路的效率，且需要的時(shí)鐘頻率低，可以適合用于高比特?cái)?shù)據(jù)轉(zhuǎn)換。
文檔編號(hào)H03F3/217GK101425796SQ200810114180
公開(kāi)日2009年5月6日 申請(qǐng)日期2008年5月30日 優(yōu)先權(quán)日2008年5月30日
發(fā)明者姜巖峰 申請(qǐng)人:北方工業(yè)大學(xué)