JPH10303657A - Pwm駆動装置 - Google Patents
Pwm駆動装置Info
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- JPH10303657A JPH10303657A JP9111158A JP11115897A JPH10303657A JP H10303657 A JPH10303657 A JP H10303657A JP 9111158 A JP9111158 A JP 9111158A JP 11115897 A JP11115897 A JP 11115897A JP H10303657 A JPH10303657 A JP H10303657A
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- 238000005070 sampling Methods 0.000 claims description 20
- 230000000630 rising effect Effects 0.000 claims description 6
- 238000003708 edge detection Methods 0.000 description 11
- 238000010586 diagram Methods 0.000 description 6
- 238000013139 quantization Methods 0.000 description 6
- 239000003990 capacitor Substances 0.000 description 3
- 230000000295 complement effect Effects 0.000 description 2
- 238000006243 chemical reaction Methods 0.000 description 1
- 230000000694 effects Effects 0.000 description 1
- 238000009499 grossing Methods 0.000 description 1
Classifications
-
- H—ELECTRICITY
- H03—ELECTRONIC CIRCUITRY
- H03F—AMPLIFIERS
- H03F3/00—Amplifiers with only discharge tubes or only semiconductor devices as amplifying elements
- H03F3/20—Power amplifiers, e.g. Class B amplifiers, Class C amplifiers
- H03F3/21—Power amplifiers, e.g. Class B amplifiers, Class C amplifiers with semiconductor devices only
- H03F3/217—Class D power amplifiers; Switching amplifiers
- H03F3/2173—Class D power amplifiers; Switching amplifiers of the bridge type
-
- H—ELECTRICITY
- H03—ELECTRONIC CIRCUITRY
- H03K—PULSE TECHNIQUE
- H03K7/00—Modulating pulses with a continuously-variable modulating signal
- H03K7/08—Duration or width modulation ; Duty cycle modulation
-
- H—ELECTRICITY
- H03—ELECTRONIC CIRCUITRY
- H03F—AMPLIFIERS
- H03F2200/00—Indexing scheme relating to amplifiers
- H03F2200/351—Pulse width modulation being used in an amplifying circuit
Landscapes
- Engineering & Computer Science (AREA)
- Power Engineering (AREA)
- Amplifiers (AREA)
- Circuit For Audible Band Transducer (AREA)
Abstract
(57)【要約】
【課題】 無入力信号時にPWMパルス波を出力しない
ようにして消費電力の低減を図ると共に、片電源でも大
きな出力レベルを取り出せるようにする。また、簡単な
回路で出力振幅を変えることができるPWM駆動装置を
提供する。 【解決手段】 入力信号に比例してデューティサイクル
が変わるPWMパルス波を出力することで、入力信号に
比例した電力を負荷に供給するPWM駆動装置であっ
て、所定の周期毎に、入力信号の絶対値に比例するパル
ス幅を備えた第1のPWMパルスを出力するPWM変調
部と、第1のPWMパルスと逆極性の第2のPWMパル
スを出力する反転アンプと、入力信号の極性に応じて、
第1のPWMパルスまたは第2のPWMパルスを出力す
るスイッチ手段と、スイッチ手段の出力パルスに応じた
PWMパルス波を出力する増幅器とを有する構成とす
る。
ようにして消費電力の低減を図ると共に、片電源でも大
きな出力レベルを取り出せるようにする。また、簡単な
回路で出力振幅を変えることができるPWM駆動装置を
提供する。 【解決手段】 入力信号に比例してデューティサイクル
が変わるPWMパルス波を出力することで、入力信号に
比例した電力を負荷に供給するPWM駆動装置であっ
て、所定の周期毎に、入力信号の絶対値に比例するパル
ス幅を備えた第1のPWMパルスを出力するPWM変調
部と、第1のPWMパルスと逆極性の第2のPWMパル
スを出力する反転アンプと、入力信号の極性に応じて、
第1のPWMパルスまたは第2のPWMパルスを出力す
るスイッチ手段と、スイッチ手段の出力パルスに応じた
PWMパルス波を出力する増幅器とを有する構成とす
る。
Description
【0001】
【発明の属する技術分野】本発明はバッテリーで駆動さ
れる携帯電話機等の携帯機器で用いられる、スピーカ、
あるいはリンガー等を駆動するPWM(Pulse Width Mo
dulation)駆動装置に関するものである。
れる携帯電話機等の携帯機器で用いられる、スピーカ、
あるいはリンガー等を駆動するPWM(Pulse Width Mo
dulation)駆動装置に関するものである。
【0002】
【従来の技術】従来のPWM駆動装置では、電源が正極
性のみ(片電源)の場合、無入力信号時にも回路が動作
するため無駄な電力を消費していた。すなわち、入力信
号が正極性のときはデューティサイクル50%以上のP
WMパルス波を出力し、入力信号が負極性のときはデュ
ーティサイクル50%以下のPWMパルス波を出力し、
無入力信号時はデューティサイクル50%のPWMパル
ス波を出力していた。
性のみ(片電源)の場合、無入力信号時にも回路が動作
するため無駄な電力を消費していた。すなわち、入力信
号が正極性のときはデューティサイクル50%以上のP
WMパルス波を出力し、入力信号が負極性のときはデュ
ーティサイクル50%以下のPWMパルス波を出力し、
無入力信号時はデューティサイクル50%のPWMパル
ス波を出力していた。
【0003】また、このようなPWM駆動装置の出力信
号にはDCオフセットがあるため、スピーカ等を駆動す
る場合に直流成分を遮断するためのコンデンサが必要で
あった。
号にはDCオフセットがあるため、スピーカ等を駆動す
る場合に直流成分を遮断するためのコンデンサが必要で
あった。
【0004】そこで、特開昭56−156019号公報
では、正極性の入力信号に対応して正極性のPWMパル
ス波を出力し、負極性の入力信号に対応して負極性のP
WMパルス波を出力し、無入力信号時にはPWMパルス
波を零にするPWM駆動装置が提案されている。
では、正極性の入力信号に対応して正極性のPWMパル
ス波を出力し、負極性の入力信号に対応して負極性のP
WMパルス波を出力し、無入力信号時にはPWMパルス
波を零にするPWM駆動装置が提案されている。
【0005】一方、特開昭59−37731号公報に
は、PCMデータからPWMパルスを生成するカウンタ
を、正極性及び負極性に対応させて2つ設け、各カウン
タがそれぞれ入力信号の絶対値に比例するPWMパルス
を出力することで、カウンタに対する符号ビット入力を
不要にしてクロック周波数の低速化を実現したPWM駆
動装置が提案されている。
は、PCMデータからPWMパルスを生成するカウンタ
を、正極性及び負極性に対応させて2つ設け、各カウン
タがそれぞれ入力信号の絶対値に比例するPWMパルス
を出力することで、カウンタに対する符号ビット入力を
不要にしてクロック周波数の低速化を実現したPWM駆
動装置が提案されている。
【0006】
【発明が解決しようとする課題】しかしながら上記した
ような従来のPWM駆動装置のうち、特開昭56−15
6019号公報に記載されたPWM駆動装置では、正負
両極性の電源が必要となるため、片電源、低電圧化が一
般的になった携帯機器では用いることができないという
問題があった。
ような従来のPWM駆動装置のうち、特開昭56−15
6019号公報に記載されたPWM駆動装置では、正負
両極性の電源が必要となるため、片電源、低電圧化が一
般的になった携帯機器では用いることができないという
問題があった。
【0007】一方、特開昭59−37731号公報に記
載されたPWM駆動装置では、PWMパルスを出力する
カウンタが2つ必要になるため、小型化、低消費電力化
が進む携帯機器で採用することが困難であった。
載されたPWM駆動装置では、PWMパルスを出力する
カウンタが2つ必要になるため、小型化、低消費電力化
が進む携帯機器で採用することが困難であった。
【0008】さらに、上記したように携帯機器は、片電
源、低電圧化が一般的であるため片電源でスピーカ等を
駆動する場合に大きな出力レベルを得ることが困難であ
った。
源、低電圧化が一般的であるため片電源でスピーカ等を
駆動する場合に大きな出力レベルを得ることが困難であ
った。
【0009】また、例えば2’sコンプリメントPCM
データからPWMパルス波を得る場合、ボリューム等に
よって出力レベルを変えようとすると、乗算器、加算器
等のデジタル処理が必要になるため回路が複雑になると
いう問題があった。
データからPWMパルス波を得る場合、ボリューム等に
よって出力レベルを変えようとすると、乗算器、加算器
等のデジタル処理が必要になるため回路が複雑になると
いう問題があった。
【0010】本発明は上記したような従来の技術が有す
る問題点を解決するためになされたものであり、無入力
信号時にPWMパルス波を出力しないようにして消費電
力の低減を図ると共に、片電源でも大きな出力レベルを
取り出せるようにしたPWM駆動装置を提供することを
目的とする。さらに、簡単な回路で出力レベルを変える
ことができるPWM駆動装置を提供することを目的とす
る。
る問題点を解決するためになされたものであり、無入力
信号時にPWMパルス波を出力しないようにして消費電
力の低減を図ると共に、片電源でも大きな出力レベルを
取り出せるようにしたPWM駆動装置を提供することを
目的とする。さらに、簡単な回路で出力レベルを変える
ことができるPWM駆動装置を提供することを目的とす
る。
【0011】
【課題を解決するための手段】上記目的を達成するため
本発明のPWM駆動装置は、入力信号に比例してデュー
ティサイクルが変わるPWMパルス波を出力すること
で、入力信号に比例した電力を負荷に供給するPWM駆
動装置であって、所定の周期毎に、入力信号の絶対値に
比例するパルス幅を備えた第1のPWMパルスを出力す
るPWM変調部と、前記第1のPWMパルスと逆極性の
第2のPWMパルスを出力する反転アンプと、前記入力
信号の極性に応じて、前記第1のPWMパルスまたは前
記第2のPWMパルスを出力するスイッチ手段と、前記
スイッチ手段の出力パルスに応じた前記PWMパルス波
を出力する増幅器と、を有することを特徴とする。
本発明のPWM駆動装置は、入力信号に比例してデュー
ティサイクルが変わるPWMパルス波を出力すること
で、入力信号に比例した電力を負荷に供給するPWM駆
動装置であって、所定の周期毎に、入力信号の絶対値に
比例するパルス幅を備えた第1のPWMパルスを出力す
るPWM変調部と、前記第1のPWMパルスと逆極性の
第2のPWMパルスを出力する反転アンプと、前記入力
信号の極性に応じて、前記第1のPWMパルスまたは前
記第2のPWMパルスを出力するスイッチ手段と、前記
スイッチ手段の出力パルスに応じた前記PWMパルス波
を出力する増幅器と、を有することを特徴とする。
【0012】このとき、増幅器は、前記スイッチ手段の
出力パルスを非反転した第1のPWMパルス波、及び前
記スイッチ手段の出力パルスを反転した第2のPWMパ
ルス波をそれぞれ出力する差動出力アンプであってもよ
い。
出力パルスを非反転した第1のPWMパルス波、及び前
記スイッチ手段の出力パルスを反転した第2のPWMパ
ルス波をそれぞれ出力する差動出力アンプであってもよ
い。
【0013】また、上記PWM駆動装置に、任意の周波
数に設定され、所定の周期を決定するためのサンプリン
グクロックと、前記サンプリングクロックの周波数に対
して入力信号の量子化ビット数に応じた周波数に設定さ
れ、第1のPWMパルスを入力信号の絶対値に比例する
パルス幅にするための計数手段で用いられるカウンタク
ロックと、をPWM変調部に与えるクロックジェネレー
タを有していてもよく、第1のPWMパルスの立ち上が
りタイミングを決定するためのタイミングパルスを出力
するカウンタと、前記カウンタに、前記タイミングパル
スを出力させるためのカウント値を変更可能に設定する
レベル制御回路と、を有していてもよい。
数に設定され、所定の周期を決定するためのサンプリン
グクロックと、前記サンプリングクロックの周波数に対
して入力信号の量子化ビット数に応じた周波数に設定さ
れ、第1のPWMパルスを入力信号の絶対値に比例する
パルス幅にするための計数手段で用いられるカウンタク
ロックと、をPWM変調部に与えるクロックジェネレー
タを有していてもよく、第1のPWMパルスの立ち上が
りタイミングを決定するためのタイミングパルスを出力
するカウンタと、前記カウンタに、前記タイミングパル
スを出力させるためのカウント値を変更可能に設定する
レベル制御回路と、を有していてもよい。
【0014】上記のように構成されたPWM駆動装置
は、スイッチ手段から入力信号の極性に応じた正極性の
PWMパルス(第1のPWMパルス)または負極性のP
WMパルス(第2のPWMパルス)が出力され、無入力
信号時にはPWMパルスが出力されないため、無駄な電
力消費がなくなる。
は、スイッチ手段から入力信号の極性に応じた正極性の
PWMパルス(第1のPWMパルス)または負極性のP
WMパルス(第2のPWMパルス)が出力され、無入力
信号時にはPWMパルスが出力されないため、無駄な電
力消費がなくなる。
【0015】また、増幅器を、スイッチ手段の出力パル
スを非反転した第1のPWMパルス波及びスイッチ手段
の出力パルスを反転した第2のPWMパルス波をそれぞ
れ出力する差動出力アンプとすることで、第1のPWM
パルス波または第2のPWMパルス波のいずれか一方を
負荷に印加する場合と比べて出力振幅が2倍になり、D
Cオフセットもなくなる。
スを非反転した第1のPWMパルス波及びスイッチ手段
の出力パルスを反転した第2のPWMパルス波をそれぞ
れ出力する差動出力アンプとすることで、第1のPWM
パルス波または第2のPWMパルス波のいずれか一方を
負荷に印加する場合と比べて出力振幅が2倍になり、D
Cオフセットもなくなる。
【0016】また、任意の周波数のサンプリングクロッ
クとそれに対応した周波数のカウンタクロックとをPW
M変調部に与えるクロックジェネレータを有すること
で、様々な量子化ビット数のPCMデータにも対応する
ことができる。
クとそれに対応した周波数のカウンタクロックとをPW
M変調部に与えるクロックジェネレータを有すること
で、様々な量子化ビット数のPCMデータにも対応する
ことができる。
【0017】さらに、第1のPWMパルスの立ち上がり
タイミングを決定するタイミングパルスを出力するカウ
ンタと、カウンタにタイミングパルスを出力させるため
のカウント値を変更可能に設定するレベル制御回路とを
有することで、レベル制御回路で設定するカウント値で
PWMパルス波のパルス幅を容易に可変できる。
タイミングを決定するタイミングパルスを出力するカウ
ンタと、カウンタにタイミングパルスを出力させるため
のカウント値を変更可能に設定するレベル制御回路とを
有することで、レベル制御回路で設定するカウント値で
PWMパルス波のパルス幅を容易に可変できる。
【0018】
【発明の実施の形態】次に本発明について図面を参照し
て説明する。
て説明する。
【0019】(第1実施例)図1は本発明のPWM駆動
装置の構成を示すブロック図であり、図2は図1に示し
たPWM変調部の第1実施例の構成を示すブロック図で
ある。
装置の構成を示すブロック図であり、図2は図1に示し
たPWM変調部の第1実施例の構成を示すブロック図で
ある。
【0020】図1において、PWM駆動装置は、nビッ
トの2’sコンプリメントPCMデータからなる入力信
号を読み込むPCM信号処理部1と、入力信号の絶対値
に比例するパルス幅のPWMパルスを出力するPWM変
調部2と、PCM信号処理部1に入力されたPCMデー
タの符号ビットから入力信号の極性を検出し、PCMデ
ータのサンプリング周期毎に、後述する極性切り替えス
イッチを制御するための切り替えパルスを出力する極性
ビット判定部3と、PWM変調部2から出力されたPW
Mパルスと逆極性のPWMパルスを出力する反転アンプ
4と、逓倍器または分周器によって構成され、任意のサ
ンプリングクロックfs、及びサンプリングクロックf
sを2n-1 倍にしたカウンタクロックfcをそれぞれ出
力するクロックジェネレータ6と、極性ビット判定部3
からの切り替え信号に応じてPWM変調部2の出力パル
スまたは反転アンプ4の出力パルスのいずれか一方を出
力する極性切り換えスイッチ5と、極性切り換えスイッ
チ5から出力されるPWMパルスの非反転パルス及び反
転パルスをそれぞれ出力する差動出力アンプ7と、差動
出力アンプ7から出力されたPWMパルス波をそれぞれ
平滑化する第1のローパスフィルタ8及び第2のローパ
スフィルタ9とによって構成されている。
トの2’sコンプリメントPCMデータからなる入力信
号を読み込むPCM信号処理部1と、入力信号の絶対値
に比例するパルス幅のPWMパルスを出力するPWM変
調部2と、PCM信号処理部1に入力されたPCMデー
タの符号ビットから入力信号の極性を検出し、PCMデ
ータのサンプリング周期毎に、後述する極性切り替えス
イッチを制御するための切り替えパルスを出力する極性
ビット判定部3と、PWM変調部2から出力されたPW
Mパルスと逆極性のPWMパルスを出力する反転アンプ
4と、逓倍器または分周器によって構成され、任意のサ
ンプリングクロックfs、及びサンプリングクロックf
sを2n-1 倍にしたカウンタクロックfcをそれぞれ出
力するクロックジェネレータ6と、極性ビット判定部3
からの切り替え信号に応じてPWM変調部2の出力パル
スまたは反転アンプ4の出力パルスのいずれか一方を出
力する極性切り換えスイッチ5と、極性切り換えスイッ
チ5から出力されるPWMパルスの非反転パルス及び反
転パルスをそれぞれ出力する差動出力アンプ7と、差動
出力アンプ7から出力されたPWMパルス波をそれぞれ
平滑化する第1のローパスフィルタ8及び第2のローパ
スフィルタ9とによって構成されている。
【0021】第1のローパスフィルタ8及び第2のロー
パスフィルタ9から出力された信号はそれぞれスピーカ
10に印加される。
パスフィルタ9から出力された信号はそれぞれスピーカ
10に印加される。
【0022】PCM信号処理部1は入力信号であるPC
Mデータのうち、符号ビット(MSB)を除いた入力信
号の振幅値に相当するバイナリデータを出力する。バイ
ナリデータはPCM信号処理部1が有する不図示のシフ
トレジスタによってシリアル/パラレル変換されたパラ
レルデータとして出力される。このとき、PCM信号処
理部1は、符号データを参照して入力信号の極性が正な
らばパラレルデータをそのままラッチし、極性が負なら
ば各ビットをそれぞれ反転した後1を加算してラッチす
る。このような反転処理を施すことでラッチされたパラ
レルデータ(バイナリデータ)は入力信号の極性が負の
場合でも、振幅に比例した値となる。
Mデータのうち、符号ビット(MSB)を除いた入力信
号の振幅値に相当するバイナリデータを出力する。バイ
ナリデータはPCM信号処理部1が有する不図示のシフ
トレジスタによってシリアル/パラレル変換されたパラ
レルデータとして出力される。このとき、PCM信号処
理部1は、符号データを参照して入力信号の極性が正な
らばパラレルデータをそのままラッチし、極性が負なら
ば各ビットをそれぞれ反転した後1を加算してラッチす
る。このような反転処理を施すことでラッチされたパラ
レルデータ(バイナリデータ)は入力信号の極性が負の
場合でも、振幅に比例した値となる。
【0023】PWM変調部2は、PCM信号処理部1か
ら出力されたバイナリデータに比例するパルス幅のPW
Mパルスを出力する。このとき、PWM変調部2から出
力されるPWMパルスは入力信号がフルスケールの時に
デューティサイクル100%、無入力信号の時にデュー
ティサイクル0%となる。
ら出力されたバイナリデータに比例するパルス幅のPW
Mパルスを出力する。このとき、PWM変調部2から出
力されるPWMパルスは入力信号がフルスケールの時に
デューティサイクル100%、無入力信号の時にデュー
ティサイクル0%となる。
【0024】なお、PWM駆動装置が片電源の場合、反
転アンプ4及び差動出力アンプ7には、それぞれ電源電
圧の1/2の電圧をバイアスするバイアス回路が内蔵さ
れる。
転アンプ4及び差動出力アンプ7には、それぞれ電源電
圧の1/2の電圧をバイアスするバイアス回路が内蔵さ
れる。
【0025】図2において、PWM変調部2は、クロッ
クジェネレータ6から出力されるカウンタクロックfc
によってカウント動作を行うカウンタ11と、入力信号
の絶対値に比例するパルス幅のPWMパルスを出力する
フリップフロップ13と、カウンタ11のリセット及び
フリップフロップ13のセットを行うタイミングパルス
を出力するエッジ検出回路12とによって構成されてい
る。
クジェネレータ6から出力されるカウンタクロックfc
によってカウント動作を行うカウンタ11と、入力信号
の絶対値に比例するパルス幅のPWMパルスを出力する
フリップフロップ13と、カウンタ11のリセット及び
フリップフロップ13のセットを行うタイミングパルス
を出力するエッジ検出回路12とによって構成されてい
る。
【0026】なお、バイアス回路14はフリップフロッ
プ13から出力されるPWMパルスに直流バイアスを与
える回路であり、PWM駆動装置が片電源の場合に必要
となる。このとき、バイアス値は電源電圧の1/2の電
圧に設定される。
プ13から出力されるPWMパルスに直流バイアスを与
える回路であり、PWM駆動装置が片電源の場合に必要
となる。このとき、バイアス値は電源電圧の1/2の電
圧に設定される。
【0027】このような構成において、次に、本実施例
のPWM駆動装置の動作について図3及び図4を用いて
説明する。
のPWM駆動装置の動作について図3及び図4を用いて
説明する。
【0028】図3は図1に示したPWM駆動装置の動作
の様子を示すタイミングチャートであり、図4は図2に
示したPWM変調部の動作の様子を示すタイミングチャ
ートである。
の様子を示すタイミングチャートであり、図4は図2に
示したPWM変調部の動作の様子を示すタイミングチャ
ートである。
【0029】図3において、入力信号としてフルスケー
ルレベルの正弦波が入力されると(図3(A)参照)、
従来のPWM駆動装置から出力されるPWMパルス波
は、入力信号が正極性の最大振幅時でデューティサイク
ル100%、負極性の最大振幅時でデューティサイクル
0%、無入力信号時はデューティサイクル50%となる
(図3(B)参照)。
ルレベルの正弦波が入力されると(図3(A)参照)、
従来のPWM駆動装置から出力されるPWMパルス波
は、入力信号が正極性の最大振幅時でデューティサイク
ル100%、負極性の最大振幅時でデューティサイクル
0%、無入力信号時はデューティサイクル50%となる
(図3(B)参照)。
【0030】一方、本実施例のPWM駆動装置では、P
WM変調部2から入力信号の絶対値に比例したパルス幅
のPWMパルスP1が出力され(図3(C)参照)、反
転アンプ4からはPWMパルスP1と逆極性のPWMパ
ルスP2が出力される(図3(D)参照)。
WM変調部2から入力信号の絶対値に比例したパルス幅
のPWMパルスP1が出力され(図3(C)参照)、反
転アンプ4からはPWMパルスP1と逆極性のPWMパ
ルスP2が出力される(図3(D)参照)。
【0031】極性切り替えスイッチ5は、極性ビット判
定部3から送出される切り替え信号P5にしたがってP
WMパルスP1またはPWMパルスP2がのいずれか一
方を出力する。このとき、極性切り替えスイッチ5から
は、入力信号の極性に応じてその極性が切り替わり、正
極性及び負極性共に入力信号の振幅に比例するパルス幅
を備えたPWMパルスが出力される。
定部3から送出される切り替え信号P5にしたがってP
WMパルスP1またはPWMパルスP2がのいずれか一
方を出力する。このとき、極性切り替えスイッチ5から
は、入力信号の極性に応じてその極性が切り替わり、正
極性及び負極性共に入力信号の振幅に比例するパルス幅
を備えたPWMパルスが出力される。
【0032】また、差動出力アンプ7は極性切り替えス
イッチ5から出力されるPWMパルスを非反転したPW
Mパルス波P3(図3(E)参照)、及び反転したPW
Mパルス波P4(図3(F)参照)をそれぞれ出力す
る。
イッチ5から出力されるPWMパルスを非反転したPW
Mパルス波P3(図3(E)参照)、及び反転したPW
Mパルス波P4(図3(F)参照)をそれぞれ出力す
る。
【0033】したがって、図3(G)に示すように差動
出力アンプ7の2つの出力端子間には、PWMパルス波
P3またはPWMパルス波P4の2倍の振幅値を有する
パルス列が出力される。差動出力アンプ7から出力され
たPWMパルス波P3及びPWMパルス波P4は第1の
ローパスフィルタ8及び第2のローパスフィルタ9によ
ってそれぞれ平滑され、アナログ信号に変換されてスピ
ーカ10に印加される。
出力アンプ7の2つの出力端子間には、PWMパルス波
P3またはPWMパルス波P4の2倍の振幅値を有する
パルス列が出力される。差動出力アンプ7から出力され
たPWMパルス波P3及びPWMパルス波P4は第1の
ローパスフィルタ8及び第2のローパスフィルタ9によ
ってそれぞれ平滑され、アナログ信号に変換されてスピ
ーカ10に印加される。
【0034】図4において、PWM変調部2には、図4
(A)に示すカウンタクロックfc(P7)、及び図4
(B)示すサンプリングクロックfs(P8)がそれぞ
れ入力される。エッジ検出回路12はサンプリングクロ
ックfsの立ち上がりを検出し(図4(C)参照)、カ
ウンタ11のリセット及びフリップフロップ13のセッ
トを行うタイミングパルスP9を出力する。カウンタク
ロックfcはサンプリングクロックfsの2n-1 倍のク
ロックであり、カウンタ11のカウント動作で使用され
る。
(A)に示すカウンタクロックfc(P7)、及び図4
(B)示すサンプリングクロックfs(P8)がそれぞ
れ入力される。エッジ検出回路12はサンプリングクロ
ックfsの立ち上がりを検出し(図4(C)参照)、カ
ウンタ11のリセット及びフリップフロップ13のセッ
トを行うタイミングパルスP9を出力する。カウンタク
ロックfcはサンプリングクロックfsの2n-1 倍のク
ロックであり、カウンタ11のカウント動作で使用され
る。
【0035】カウンタ11は、図4(D)に示すように
PCM信号処理部1から出力されるバイナリデータを基
にカウンタクロックfcを用いてカウントを行い、カウ
ント終了とともにカウンタ終了パルスP10を出力す
る。なお、カウント動作はエッジ検出回路12から出力
されるタイミングパルスP9の入力で開始する。
PCM信号処理部1から出力されるバイナリデータを基
にカウンタクロックfcを用いてカウントを行い、カウ
ント終了とともにカウンタ終了パルスP10を出力す
る。なお、カウント動作はエッジ検出回路12から出力
されるタイミングパルスP9の入力で開始する。
【0036】フリップフロップ13は、エッジ検出回路
12から出力されるタイミングパルスP9でデータ”
1”をセットし、カウンタ11から出力されるカウント
終了パルスP10でデータ”1”をリセットする。した
がって、フリップフロップ13からはタイミングパルス
P9の出力時からカウント終了パルスP10の出力時ま
でのパルス幅を持つPWMパルスP11(図4(E)参
照)が出力される。このパルス幅は1サンプル周期毎の
入力信号(PCMデータ)の振幅に比例する。
12から出力されるタイミングパルスP9でデータ”
1”をセットし、カウンタ11から出力されるカウント
終了パルスP10でデータ”1”をリセットする。した
がって、フリップフロップ13からはタイミングパルス
P9の出力時からカウント終了パルスP10の出力時ま
でのパルス幅を持つPWMパルスP11(図4(E)参
照)が出力される。このパルス幅は1サンプル周期毎の
入力信号(PCMデータ)の振幅に比例する。
【0037】なお、PWM変調部2から出力されるPW
MパルスP1は、入力信号の最大振幅時でデューティサ
イクル100%、最小振幅時でデューティサイクル0%
となる。
MパルスP1は、入力信号の最大振幅時でデューティサ
イクル100%、最小振幅時でデューティサイクル0%
となる。
【0038】したがって、本実施例のPWM駆動装置
は、無入力信号時にPWMパルス波が出力されないた
め、無入力信号時の無駄な電力消費をなくすことができ
る。また、出力にDCオフセットがないためスピーカ等
を駆動する場合にDCカット用のコンデンサが不要にな
る。
は、無入力信号時にPWMパルス波が出力されないた
め、無入力信号時の無駄な電力消費をなくすことができ
る。また、出力にDCオフセットがないためスピーカ等
を駆動する場合にDCカット用のコンデンサが不要にな
る。
【0039】また、従来のPWM駆動装置では無入力信
号時にもデューティサイクル50%のPWMパルス波を
出力していたため、電源電圧が変動することによるPW
Mパルス波の振幅変動がローパスフィルタの出力にノイ
ズとして現れていた。これに対して、本発明は無入力信
号時にPWMパルス波を出力しないためローパスフィル
タの出力にノイズが現れない。よって、無信号時のノイ
ズレベルが低くなる。さらに、差動出力アンプでPWM
パルス波を出力することで、いずれか一方のPWMパル
ス波だけをスピーカ10に印加する場合と比較して出力
振幅が2倍になり、PWM駆動装置から大きな出力レベ
ルを取り出すことができる。また、差動出力アンプはス
イッチング動作のみ行うのでアナログ信号を扱う場合よ
りも効率が高い。
号時にもデューティサイクル50%のPWMパルス波を
出力していたため、電源電圧が変動することによるPW
Mパルス波の振幅変動がローパスフィルタの出力にノイ
ズとして現れていた。これに対して、本発明は無入力信
号時にPWMパルス波を出力しないためローパスフィル
タの出力にノイズが現れない。よって、無信号時のノイ
ズレベルが低くなる。さらに、差動出力アンプでPWM
パルス波を出力することで、いずれか一方のPWMパル
ス波だけをスピーカ10に印加する場合と比較して出力
振幅が2倍になり、PWM駆動装置から大きな出力レベ
ルを取り出すことができる。また、差動出力アンプはス
イッチング動作のみ行うのでアナログ信号を扱う場合よ
りも効率が高い。
【0040】ところで、本実施例で取り扱うPCMデー
タの量子化ビット数をmとすれば、m−1ビットのバイ
ナリカウンタと、任意の周波数に設定されるサンプリン
グクロックfsの2m-1 倍の周波数のクロックを発生す
るクロックジェネレータとがあれば、それ以下の様々な
量子化ビット数のPCMデータにも対応することができ
る。
タの量子化ビット数をmとすれば、m−1ビットのバイ
ナリカウンタと、任意の周波数に設定されるサンプリン
グクロックfsの2m-1 倍の周波数のクロックを発生す
るクロックジェネレータとがあれば、それ以下の様々な
量子化ビット数のPCMデータにも対応することができ
る。
【0041】このように、取り扱い可能なPCMデータ
の量子化ビット数は、カウンタ11のカウンタクロック
fcの周波数に依存し、通常のはしご形抵抗回路網を用
いたD/A変換器のようにハードウェアの精度に依存し
ない。PCMデータの最大ビット数は、カウンタ11の
最大動作周波数によって制限されるが、その周波数はサ
ンプリングクロックfsの2m-1 倍であるため、2m 倍
のカウンタクロックfcを必要とする従来のPWM駆動
装置に比べて半分の周波数で済む。したがって、カウン
タ11の最大動作周波数に対して従来よりもサンプリン
グクロックfsの周波数、及び量子化ビット数mを高く
することができる。
の量子化ビット数は、カウンタ11のカウンタクロック
fcの周波数に依存し、通常のはしご形抵抗回路網を用
いたD/A変換器のようにハードウェアの精度に依存し
ない。PCMデータの最大ビット数は、カウンタ11の
最大動作周波数によって制限されるが、その周波数はサ
ンプリングクロックfsの2m-1 倍であるため、2m 倍
のカウンタクロックfcを必要とする従来のPWM駆動
装置に比べて半分の周波数で済む。したがって、カウン
タ11の最大動作周波数に対して従来よりもサンプリン
グクロックfsの周波数、及び量子化ビット数mを高く
することができる。
【0042】(第2実施例)次に本発明の第2の実施の
形態について図5及び図6を参照して説明する。
形態について図5及び図6を参照して説明する。
【0043】本実施例のPWM駆動装置はPWM変調部
の構成が第1実施例と異なっている。その他の構成は第
1実施例と同様であるため、その説明は省略する。
の構成が第1実施例と異なっている。その他の構成は第
1実施例と同様であるため、その説明は省略する。
【0044】図5は図1に示したPWM変調部の第2実
施例の構成を示すブロック図であり、図6は図5に示し
たPWM変調部の動作の様子を示すタイミングチャート
である。
施例の構成を示すブロック図であり、図6は図5に示し
たPWM変調部の動作の様子を示すタイミングチャート
である。
【0045】図5において、本実施例のPWM変調部
は、クロックジェネレータ6から出力されるカウンタク
ロックfcによりカウント動作を行う第1のカウンタ2
1と、入力信号の絶対値に比例するパルス幅のPWMパ
ルスを出力するフリップフロップ23と、第1のカウン
タ21のリセット及びフリップフロップ23のセットを
行うタイミングパルスを出力するエッジ検出回路22
と、フリップフロップ23に対して第1のカウンタ21
よりも遅れたタイミングパルスを出力する第2のカウン
タ26と、ボリューム等によって設定された出力振幅値
に応じたバイナリデータを第2のカウンタ26に与え、
合わせて後述する切り替えスイッチを制御するレベル制
御回路27と、エッジ検出回路22または第2のカウン
タ26から出力されるタイミングパルスのいずれか一方
を出力する切り替えスイッチ25とによって構成されて
いる。
は、クロックジェネレータ6から出力されるカウンタク
ロックfcによりカウント動作を行う第1のカウンタ2
1と、入力信号の絶対値に比例するパルス幅のPWMパ
ルスを出力するフリップフロップ23と、第1のカウン
タ21のリセット及びフリップフロップ23のセットを
行うタイミングパルスを出力するエッジ検出回路22
と、フリップフロップ23に対して第1のカウンタ21
よりも遅れたタイミングパルスを出力する第2のカウン
タ26と、ボリューム等によって設定された出力振幅値
に応じたバイナリデータを第2のカウンタ26に与え、
合わせて後述する切り替えスイッチを制御するレベル制
御回路27と、エッジ検出回路22または第2のカウン
タ26から出力されるタイミングパルスのいずれか一方
を出力する切り替えスイッチ25とによって構成されて
いる。
【0046】このような構成において、次に本実施例の
PWM変調部の動作について図6を参照して説明する。
なお、以下の説明では切換スイッチ25が第2のカウン
タ26から出力されているタイミングパルスをフリップ
フロップ23に出力している場合で説明する。
PWM変調部の動作について図6を参照して説明する。
なお、以下の説明では切換スイッチ25が第2のカウン
タ26から出力されているタイミングパルスをフリップ
フロップ23に出力している場合で説明する。
【0047】第1のカウンタ21には図6(A)に示す
ようなカウンタクロックfc(P17)が入力され、エ
ッジ検出回路22には図6(B)に示すようなサンプリ
ングクロックfs(P18)が入力される。エッジ検出
回路22は、図6(C)に示すようにサンプリンングク
ロックfsの立ち上がりに同期して第1のカウンタ21
をリセットするタイミングパルスP19を出力する。第
1のカウンタ21は図6(D)に示すようにPCM信号
処理部から出力されるバイナリデータを基にカウンタク
ロックfcを用いてカウントを行い、カウント終了とと
もにカウンタ終了パルスP20を出力する。なお、カウ
ント動作はエッジ検出回路22から出力されるタイミン
グパルスP19の入力で開始する。
ようなカウンタクロックfc(P17)が入力され、エ
ッジ検出回路22には図6(B)に示すようなサンプリ
ングクロックfs(P18)が入力される。エッジ検出
回路22は、図6(C)に示すようにサンプリンングク
ロックfsの立ち上がりに同期して第1のカウンタ21
をリセットするタイミングパルスP19を出力する。第
1のカウンタ21は図6(D)に示すようにPCM信号
処理部から出力されるバイナリデータを基にカウンタク
ロックfcを用いてカウントを行い、カウント終了とと
もにカウンタ終了パルスP20を出力する。なお、カウ
ント動作はエッジ検出回路22から出力されるタイミン
グパルスP19の入力で開始する。
【0048】第2のカウンタ26はエッジ検出回路22
から出力されたタイミングパルスP19を受け取り、レ
ベル制御回路27によって設定された値でカウントを行
った後、タイミングパルスP22を出力する。なお、本
実施例ではカウンタクロックfcを1クロック分カウン
トした時点でタイミングパルスP22を出力する。
から出力されたタイミングパルスP19を受け取り、レ
ベル制御回路27によって設定された値でカウントを行
った後、タイミングパルスP22を出力する。なお、本
実施例ではカウンタクロックfcを1クロック分カウン
トした時点でタイミングパルスP22を出力する。
【0049】フリップフロップ23は、第2のカウンタ
26から出力されるタイミングパルスP22でデータ”
1”をセットし、第1のカウンタ21から出力されるカ
ウント終了パルスP20でデータ”1”をリセットす
る。したがって、フリップフロップ23からは、図6
(F)に示すように、タイミングパルスP22の出力時
からカウント終了パルスP20の出力時までのパルス幅
を持つPWMパルスP21が出力される。このパルス幅
は1サンプル周期毎の入力信号(PCMデータ)の振幅
に比例する。
26から出力されるタイミングパルスP22でデータ”
1”をセットし、第1のカウンタ21から出力されるカ
ウント終了パルスP20でデータ”1”をリセットす
る。したがって、フリップフロップ23からは、図6
(F)に示すように、タイミングパルスP22の出力時
からカウント終了パルスP20の出力時までのパルス幅
を持つPWMパルスP21が出力される。このパルス幅
は1サンプル周期毎の入力信号(PCMデータ)の振幅
に比例する。
【0050】図6(F)に示したPWMパルスP21を
図4(E)に示したPWMパルスP11と比較すると、
カウンタクロックfcの1周期分のパルス幅だけ短くな
っている。
図4(E)に示したPWMパルスP11と比較すると、
カウンタクロックfcの1周期分のパルス幅だけ短くな
っている。
【0051】したがって、レベル制御回路27によって
設定される値によって、PWMパルスの立ち上がりタイ
ミングをビット単位でコントロールすることができるた
め、PWMパルス波のパルス幅をPCMデータの最下位
ビット単位で変えることが可能になる。よって、簡単な
回路でPWM駆動装置の出力レベルを設定することがで
きる。
設定される値によって、PWMパルスの立ち上がりタイ
ミングをビット単位でコントロールすることができるた
め、PWMパルス波のパルス幅をPCMデータの最下位
ビット単位で変えることが可能になる。よって、簡単な
回路でPWM駆動装置の出力レベルを設定することがで
きる。
【0052】なお、切換スイッチ25はフリップフロッ
プ23に与えるタイミングパルスを切り換えるためのス
イッチであり、エッジ検出22からの出力を選択するこ
とで、PWM駆動装置からは入力信号に比例する最大レ
ベルが出力される。
プ23に与えるタイミングパルスを切り換えるためのス
イッチであり、エッジ検出22からの出力を選択するこ
とで、PWM駆動装置からは入力信号に比例する最大レ
ベルが出力される。
【0053】
【発明の効果】本発明は以上説明したように構成されて
いるので、以下に記載する効果を奏する。
いるので、以下に記載する効果を奏する。
【0054】請求項1に記載のものにおいては、無入力
信号時にPWMパルス波が出力されないため、無入力信
号時の無駄な電力消費をなくすことができる。また、出
力にDCオフセットがないためスピーカ等を駆動する場
合にDCカット用のコンデンサが不要になる。
信号時にPWMパルス波が出力されないため、無入力信
号時の無駄な電力消費をなくすことができる。また、出
力にDCオフセットがないためスピーカ等を駆動する場
合にDCカット用のコンデンサが不要になる。
【0055】また、スイッチ手段を有することにより、
一つのPWM変調部で正負両極性のPWMパルスを出力
することができるため回路構成が簡単になる。
一つのPWM変調部で正負両極性のPWMパルスを出力
することができるため回路構成が簡単になる。
【0056】請求項2に記載のものにおいては、差動出
力アンプでPWMパルス波を出力することで、大きな出
力レベルを得ることができる。また、差動出力アンプは
スイッチング動作のみ行うので、アナログ信号を扱う場
合よりも効率が高い。
力アンプでPWMパルス波を出力することで、大きな出
力レベルを得ることができる。また、差動出力アンプは
スイッチング動作のみ行うので、アナログ信号を扱う場
合よりも効率が高い。
【0057】請求項3に記載のものにおいては、任意の
周波数のサンプリングクロックとそれに対応した周波数
のカウンタクロックとをPWM変調部に与えるクロック
ジェネレータを有することで、様々なサンプリング周波
数及び量子化ビット数のPCMデータに対応することが
可能になる。
周波数のサンプリングクロックとそれに対応した周波数
のカウンタクロックとをPWM変調部に与えるクロック
ジェネレータを有することで、様々なサンプリング周波
数及び量子化ビット数のPCMデータに対応することが
可能になる。
【0058】請求項4に記載のものにおいては、レベル
制御回路で設定するカウント値でPWMパルス波のパル
ス幅を可変できるため、PWMパルス波のデューティサ
イクルを変えることができ、簡単な回路でPWM駆動装
置の出力レベルを設定することができる。
制御回路で設定するカウント値でPWMパルス波のパル
ス幅を可変できるため、PWMパルス波のデューティサ
イクルを変えることができ、簡単な回路でPWM駆動装
置の出力レベルを設定することができる。
【図1】本発明のPWM駆動装置の構成を示すブロック
図である。
図である。
【図2】図1に示したPWM変調部の第1実施例の構成
を示すブロック図である。
を示すブロック図である。
【図3】図1に示したPWM駆動装置の動作の様子を示
すタイミングチャートである。
すタイミングチャートである。
【図4】図2に示したPWM変調部の動作の様子を示す
タイミングチャートである。
タイミングチャートである。
【図5】図1に示したPWM変調部の第2実施例の構成
を示すブロック図である。
を示すブロック図である。
【図6】図5に示したPWM変調部の動作の様子を示す
タイミングチャートである。
タイミングチャートである。
1 PCM信号処理部 2 PWM変調部 3 極性ビット判定部 4 反転アンプ 5 極性切り替えスイッチ 6 クロックジェネレータ 7 差動出力アンプ 8 第1のローパスフィルタ 9 第2のローパスフィルタ 10 スピーカ 11 カウンタ 12、22 エッジ検出回路 13、23 フリップフロップ 14、24 バイアス回路 21 第1のカウンタ 25 切り替えスイッチ 26 第2のカウンタ 27 レベル制御回路
Claims (4)
- 【請求項1】 入力信号に比例してデューティサイクル
が変わるPWMパルス波を出力することで、入力信号に
比例した電力を負荷に供給するPWM駆動装置であっ
て、 所定の周期毎に、入力信号の絶対値に比例するパルス幅
を備えた第1のPWMパルスを出力するPWM変調部
と、 前記第1のPWMパルスと逆極性の第2のPWMパルス
を出力する反転アンプと、 前記入力信号の極性に応じて、前記第1のPWMパルス
または前記第2のPWMパルスを出力するスイッチ手段
と、 前記スイッチ手段の出力パルスに応じた前記PWMパル
ス波を出力する増幅器と、を有することを特徴とするP
WM駆動装置。 - 【請求項2】 請求項1に記載のPWM駆動装置におい
て、 増幅器は、 前記スイッチ手段の出力パルスを非反転した第1のPW
Mパルス波、及び前記スイッチ手段の出力パルスを反転
した第2のPWMパルス波をそれぞれ出力する差動出力
アンプであることを特徴とするPWM駆動装置。 - 【請求項3】 請求項1または2に記載のPWM駆動装
置において、 任意の周波数に設定され、所定の周期を決定するための
サンプリングクロックと、 前記サンプリングクロックの周波数に対して入力信号の
量子化ビット数に応じた周波数に設定され、第1のPW
Mパルスを入力信号の絶対値に比例するパルス幅にする
ための計数手段で用いられるカウンタクロックと、 をPWM変調部に与えるクロックジェネレータを有する
ことを特徴とするPWM駆動装置。 - 【請求項4】 請求項1ないし3のいずれか1項に記載
のPWM駆動装置において、 第1のPWMパルスの立ち上がりタイミングを決定する
ためのタイミングパルスを出力するカウンタと、 前記カウンタに、前記タイミングパルスを出力させるた
めのカウント値を変更可能に設定するレベル制御回路
と、を有することを特徴とするPWM駆動装置。
Priority Applications (2)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP9111158A JPH10303657A (ja) | 1997-04-28 | 1997-04-28 | Pwm駆動装置 |
| US09/067,388 US5994973A (en) | 1997-04-28 | 1998-04-28 | PWM driver |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP9111158A JPH10303657A (ja) | 1997-04-28 | 1997-04-28 | Pwm駆動装置 |
Publications (1)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JPH10303657A true JPH10303657A (ja) | 1998-11-13 |
Family
ID=14553959
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP9111158A Pending JPH10303657A (ja) | 1997-04-28 | 1997-04-28 | Pwm駆動装置 |
Country Status (2)
| Country | Link |
|---|---|
| US (1) | US5994973A (ja) |
| JP (1) | JPH10303657A (ja) |
Cited By (3)
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| JP2006129366A (ja) * | 2004-11-01 | 2006-05-18 | Texas Instr Japan Ltd | Pwmドライバおよびこれを用いたd級増幅器 |
| US7301417B2 (en) | 2004-03-25 | 2007-11-27 | Digian Technology, Inc. | Pulse width modulation method and apparatus |
| CN102792586A (zh) * | 2010-03-11 | 2012-11-21 | 松下电器产业株式会社 | 数字放大器 |
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| WO2002049205A2 (en) * | 2000-12-12 | 2002-06-20 | Telefonaktiebolaget Lm Ericsson (Publ) | Audio output stage for a mobile telephone |
| GB2370177B (en) * | 2000-12-12 | 2004-09-22 | Ericsson Telefon Ab L M | Communication systems |
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| WO2003039758A1 (en) * | 2001-10-18 | 2003-05-15 | Nordson Corporation | Spray gun with variable load line control |
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| DE10350336B4 (de) * | 2003-10-29 | 2006-06-08 | Infineon Technologies Ag | Verfahren und Vorrichtung zur Pulsweitenmodulation |
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| US8536906B2 (en) | 2011-06-10 | 2013-09-17 | Rogers Corporation | Direct drive waveform generator |
| EP2763317A3 (en) | 2013-02-01 | 2014-10-15 | Rogers Corporation | Direct drive waveform amplifier |
| US10581422B2 (en) | 2016-09-09 | 2020-03-03 | Kabushiki Kaisha Toshiba | PWM modulator |
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| JPS56156019A (en) * | 1980-05-06 | 1981-12-02 | Nobuyoshi Nakamura | Decoder converting binary pulse code signal into pulse duration modulation using both positive and negative polarities type pulse |
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1997
- 1997-04-28 JP JP9111158A patent/JPH10303657A/ja active Pending
-
1998
- 1998-04-28 US US09/067,388 patent/US5994973A/en not_active Expired - Fee Related
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| CN102792586B (zh) * | 2010-03-11 | 2015-08-12 | 松下电器产业株式会社 | 数字放大器 |
Also Published As
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|---|---|
| US5994973A (en) | 1999-11-30 |
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