一種n相位丁類放大器的制造方法
【技術(shù)領(lǐng)域】
[0001 ] 本發(fā)明涉及通信技術(shù)領(lǐng)域，特別涉及一種N相位丁類放大器。
【背景技術(shù)】
[0002]丁類(D類)放大器是一種生成脈沖序列并通過脈沖序列驅(qū)動(dòng)負(fù)載的放大器，脈沖序列的脈沖寬度或時(shí)間密度被根據(jù)輸入信號(hào)進(jìn)行調(diào)制。傳統(tǒng)的丁類放大器接收模擬輸入信號(hào)并產(chǎn)生數(shù)字輸出信號(hào)，丁類放大器優(yōu)于性放大器(例如甲乙類放大器)的長處是其高效率。丁類放大器由丁類放大器控制器，開關(guān)，電感和電容組成。由于丁類放大器的輸出脈沖具有固定幅度，所以開關(guān)部件被或通或斷的切換，而不是以線性模式操作。為了進(jìn)一步提高丁類放大器的效率和帶寬，多相位的丁類放大器逐漸被應(yīng)用。例如，如圖1所示為單相位的丁類放大器，單相位丁類放大器由控制器，一個(gè)脈沖寬度調(diào)制器，一個(gè)輸出開關(guān)，一個(gè)電容，一個(gè)電感組成。流入負(fù)載的電流等于電感電流。如圖2所示為雙相位的丁類放大器，雙相位丁類放大器由一個(gè)控制器，兩個(gè)脈沖寬度調(diào)制器，兩個(gè)輸出開關(guān)，兩個(gè)電感，一個(gè)電容組成。第一相位和第二相位的三角波發(fā)生器的相位正好相反。當(dāng)輸入為靜態(tài)信號(hào)并且負(fù)載恒定時(shí)，控制器輸出信號(hào)是直流信號(hào)，由于第一相位和第二相位的三角波發(fā)生器的相位相反，第一相位和第二相位脈沖寬度調(diào)制器的輸出信號(hào)，即第一相位開關(guān)信號(hào)及第二相位開關(guān)信號(hào)的相位亦相差180度。這種相位組合可以使兩列脈沖在時(shí)間上交錯(cuò)疊加，從而達(dá)到平滑波形的效果。相對(duì)于單相位丁類放大器，雙相位丁類放大器在每個(gè)開關(guān)周期里輸出兩個(gè)脈沖，而且兩個(gè)脈沖交錯(cuò)出現(xiàn)，相當(dāng)于提高了一倍開關(guān)頻率。擁有大于一個(gè)相位的丁類放大器，面臨的一個(gè)技術(shù)問題是平衡各個(gè)相位間的輸出電流。理由簡單解釋如下:流入負(fù)載的電流等于兩個(gè)電感電流的總和。由于電感的電流是電感兩端電壓的積分，而且與單相位的結(jié)構(gòu)相比多相位的結(jié)構(gòu)不抑制單個(gè)電感的電流來匹配總負(fù)載電流。因此電感電流會(huì)漂移。兩相位的電路結(jié)構(gòu)不能限定單個(gè)電感電流的大小，只會(huì)限制所有電感電流總和等于負(fù)載電流。因此，兩個(gè)相位的電感電流不相等會(huì)造成某個(gè)電感上的電流過大，而造成過大的電能轉(zhuǎn)換為熱能損失，導(dǎo)致丁類放大器的效率降低。電感寄生電阻和開關(guān)寄生電阻有平衡電流的功能。如果兩個(gè)相位間的電感電流不相等，電流大的相位在寄生電阻上產(chǎn)生的壓降會(huì)減小那個(gè)相位上電感兩端的電壓差，從而使電流較大的那個(gè)相位積分得到較小的電流。也就是說寄生電阻帶來一種電流負(fù)反饋，這種負(fù)反饋可以抑制電流，并且平衡各個(gè)相位間電流。但是由于丁類放大器輸出開關(guān)和電感的寄生電阻一般比較小，因此寄生電阻的對(duì)電流平衡的效果不夠明顯。
[0003]如圖3所示，第一相位脈沖寬度調(diào)制器的三角波和第二相位脈沖寬度調(diào)制器的三角波有180度的相位差?？刂破鬏敵鲂盘?hào)和三角波相交的節(jié)點(diǎn)是脈沖寬度調(diào)制器輸出開關(guān)信號(hào)翻轉(zhuǎn)極性的地方。圖中虛線顯示的是第二相位的三角波和輸出開關(guān)信號(hào)。從圖中可以看見，當(dāng)控制器輸出信號(hào)在高電壓時(shí)，脈沖寬度調(diào)制器輸出的脈沖較寬，反之當(dāng)控制器輸出信號(hào)在低電壓時(shí)，脈沖寬度調(diào)制器輸出的脈沖較窄。由圖3可以看到，雖然兩個(gè)相位的脈沖寬度調(diào)制器的輸入信號(hào)相同，但是由于內(nèi)部三角波有相差，所以兩個(gè)相位的脈沖寬度調(diào)制器各自的輸出開關(guān)信號(hào)并不完全相同。由于各相位電感電流是對(duì)映開關(guān)信號(hào)的積分，所以脈沖寬度調(diào)制器的輸出信號(hào)不同會(huì)造成不同相位上電感電流不相同。

【發(fā)明內(nèi)容】

[0004]本發(fā)明的目的在于提供一種N相位丁類放大器，解決了 N相位丁類放大器上各相位電流偏差的問題，平衡了各個(gè)相位上的電流，提高了器件的可靠性和壽命，且提高了丁類放大器的整體效率。
[0005]為了達(dá)到上述目的，本發(fā)明實(shí)施例提供一種N相位丁類放大器，N為大于或者等于2的整數(shù)，包括:N相位丁類放大電路以及N個(gè)電流平衡電路；其中，
[0006]所述N相位丁類放大電路包括N個(gè)相位放大電路，每個(gè)所述相位放大電路包括一個(gè)脈沖寬度調(diào)制電路，所述脈沖寬度調(diào)制電路輸出一脈沖寬度調(diào)制信號(hào)；
[0007]每個(gè)所述脈沖寬度調(diào)制電路對(duì)應(yīng)設(shè)置有一個(gè)電流平衡電路，所述電流平衡電路用于糾正N個(gè)脈沖寬度調(diào)制信號(hào)之間的偏差，平衡所述N個(gè)相位放大電路的輸出電流；其中，所述電流平衡電路與所述脈沖寬度調(diào)制電路構(gòu)成負(fù)反饋結(jié)構(gòu)。
[0008]進(jìn)一步的，所述N相位丁類放大電路還包括:一控制電路和一電容；其中，
[0009]所述控制電路的輸出端分別與所述N個(gè)相位放大電路的輸入端連接，所述N個(gè)相位放大電路的輸出端相連并輸出放大信號(hào)至一負(fù)載設(shè)備；
[0010]所述電容的一端與所述N個(gè)相位放大電路的輸出端連接，另一端接地；
[0011]—輸入信號(hào)輸入至所述控制電路的第一輸入端，所述N個(gè)相位放大電路的輸出端反饋一反饋信號(hào)至所述控制電路的第二輸入端，所述控制電路根據(jù)所述反饋信號(hào)調(diào)節(jié)所述輸入信號(hào)得到一控制信號(hào)并輸出至所述N個(gè)相位放大電路的輸入端；其中，所述控制信號(hào)用于控制所述放大信號(hào)的穩(wěn)定輸出，使得所述放大信號(hào)等于所述輸入信號(hào)。
[0012]進(jìn)一步的，每個(gè)所述相位放大電路還包括一開關(guān)電路和一電感；其中，
[0013]所述脈沖寬度調(diào)制電路的輸出端與所述開關(guān)電路的輸入端連接，所述脈沖寬度調(diào)制信號(hào)用于控制所述開關(guān)電路的輸出信號(hào)；
[0014]所述開關(guān)電路的輸出端與所述電感的一端連接，所述電感的另一端為所述相位放大電路的輸出端；
[0015]所述開關(guān)電路還包括一電源輸入端和一接地端，所述開關(guān)電路的輸出信號(hào)用于控制所述電感的連接狀態(tài)；其中，當(dāng)所述開關(guān)電路的輸出信號(hào)為高電平時(shí)，所述電感與所述電源輸入端連接；當(dāng)所述開關(guān)電路的輸出信號(hào)為低電平時(shí)，所述電感與所述接地端連接。
[0016]優(yōu)選的，每個(gè)所述電流平衡電路的輸入端分別與N個(gè)所述脈沖寬度調(diào)制信號(hào)連接，每個(gè)所述電流平衡電路的輸出端與一個(gè)脈沖寬度調(diào)制電路的輸入端連接；其中，
[0017]每個(gè)所述電流平衡電路根據(jù)N個(gè)所述脈沖寬度調(diào)制信號(hào)，輸出一偏離信號(hào)給對(duì)應(yīng)的脈沖寬度調(diào)制電路，所述脈沖寬度調(diào)制電路根據(jù)所述偏離信號(hào)調(diào)整輸入所述脈沖寬度調(diào)制電路的待調(diào)制信號(hào)，糾正N個(gè)脈沖寬度調(diào)制信號(hào)之間的偏差。
[0018]優(yōu)選的，每個(gè)所述電流平衡電路包括第一電流平衡電路和平均值電路；其中，
[0019]N個(gè)所述脈沖寬度調(diào)制信號(hào)輸入至所述平均值電路的輸入端，所述平均值電路確定N個(gè)所述脈沖寬度調(diào)制信號(hào)的平均信號(hào)，并將所述平均信號(hào)輸出至所述第一電流平衡電路的輸入端；
[0020]所述第一電流平衡電路的輸入端還與所述脈沖寬度調(diào)制電路的輸出端連接，所述第一電流平衡電路的輸出端與所述脈沖寬度調(diào)制電路的輸入端連接，所述第一電流平衡電路根據(jù)所述脈沖寬度調(diào)制信號(hào)和所述平均信號(hào)的差值確定所述偏離信號(hào)，并輸出至所述脈沖寬度調(diào)制電路的輸入端；
[0021]其中，輸入所述脈沖寬度調(diào)制電路的待調(diào)制信號(hào)為所述控制信號(hào)和所述偏離信號(hào)的差值信號(hào)。
[0022]優(yōu)選的，每個(gè)所述第一電流平衡電路包括:第一減法器、第一低通濾波器和第一放大器；其中，
[0023]所述第一減法器用于計(jì)算并確定所述脈沖寬度調(diào)制信號(hào)和所述平均信號(hào)的第一差值號(hào)；
[0024]所述第一差值信號(hào)輸入至所述第一低通濾波器的輸入端，所述第一低通濾波器濾除所述第一差值信號(hào)中的高頻噪聲，得到第一差值濾波信號(hào)輸出至第一放大器進(jìn)行放大后得到所述偏離信號(hào)并輸出。
[0025]優(yōu)選的，多個(gè)所述第一電流平衡電路共用一個(gè)平均值電路；其中，
[0026]所述平均值電路輸出的平均信號(hào)輸出至每一個(gè)第一電流平衡電路的輸入端。
[0027]優(yōu)選的，每個(gè)所述電流平衡電路包括第二電流平衡電路和乘法器電路；其中，
[0028]所述乘法器電路與對(duì)應(yīng)的脈沖寬度調(diào)制信號(hào)連接，用于將本脈沖寬度調(diào)制信號(hào)放大N-1倍后輸出至所述第二電流平衡電路的輸入端；
[0029]所述第二電流平衡電路的輸入端還分別與除本脈沖寬度調(diào)制信號(hào)之外的N-1個(gè)脈沖寬度調(diào)制信號(hào)連接，所述第二電流平衡電路用于確定放大N-1倍后的本脈沖寬度調(diào)制信號(hào)與所述N-1個(gè)脈沖寬度調(diào)制信號(hào)的差值，并根據(jù)所述差值確定偏離信號(hào)，并輸出至所述脈沖寬度調(diào)制電路的輸入端；
[0030]其中，輸入所述脈沖寬度調(diào)制電路的待調(diào)制信號(hào)為所述控制信號(hào)和所述偏離信號(hào)的差值信號(hào)。
[0031]優(yōu)選的，每個(gè)所述第二電流平衡電路包括:第二減法器、第二低通濾波器和第二放大器；其中，
[0032]所述第二放大器用于計(jì)算并確定放大N-1倍后的本脈沖寬度調(diào)制信號(hào)與所述N-1個(gè)脈沖寬度調(diào)制信號(hào)的第二差值信號(hào)；
[0033]所述第二差值信號(hào)輸入至所述第二低通濾波器的輸入端，所述第二低通濾波器濾除所述第二差值信號(hào)中的高頻噪聲，得到第二差值濾波信號(hào)輸出至第二放大器進(jìn)行放大后得到所述偏離信號(hào)并輸出。
[0034]優(yōu)選的，當(dāng)所述N等于2時(shí)，雙相位丁類放大器包括:<