专利名称：：信号产生装置的制作方法
技术领域：
：本发明是有关于一种信号产生装置，尤指对脉宽调制信号进行相位调制的信号产生装置与其相关方法。
背景技术：
：数字功率放大器，或称为D类功率放大器(class-Dpower謹plifier),因具有高效率的优点而被广泛地应用在许多音频处理设备中。数字音频功率放大器是利用脉宽调制电路(P西circuit)依据数字输入信号产生脉宽调制信号，以控制功率输出级(powerstage)的运作。请参考图1。图1所示是已知脉宽调制电路所输出的脉宽调制信号Spulse的频域图。在时域上，脉宽调制信号S一。的周期是l/ft,其中ft是脉宽调制信号S一w的载波频率。该脉宽调制电路会对每个周期的脉冲进行脉宽调制，因此每一个脉宽均可能不一样。然而，脉宽调制信号S—se在频语上会包含有三个成分第一个成分是原数据信号脉冲11，原数据信号脉冲11是出现在基频的部分；第二个成分是载波频率(Carrierfrequency)12，亦即频率ft、2*ft、3*ft;第三个成分则是噪声成分13(亦即斜线部分)，如图1所示。因此，从图1中可以观察到，噪声成分13和载波频率12的部分皆会发生严重的电磁干扰(ElectroMagneticInteference)的问题。
发明内容因此，本发明的一目的在于提供对脉宽调制信号进行相位调制的信号产生装置与其相关方法，以解决上述问题。依据本发明的实施例，其是揭露一种信号产生装置。该信号产生装置包含有信号调制单元、选择信号产生单元与相位调整单元。该信号调制单元是用来对输入信号进行调制操作以产生调制信号。该选择信号产生单元是用来产生至少一第一选择信号，以及该相位调整单元是耦接于该信号调制单元与该选择信号产生单元，并用来接收该调制信号以及依据该第一选择信号来调整该调制信号的脉宽以产生输出信号。依据本发明的实施例，其还揭露一种信号产生方法。该方法包含有对输入信号进行调制操作以产生调制信号；产生至少一第一选择信号；以及根据该调制信号及该第一选裤r信号来调整该调制信号的脉宽以产生输出信号。图1所示是已知脉宽调制电路所输出的脉宽调制信号的频域图。图2所示是本发明一种信号产生装置的一实施例示意图。图3所示是图2所示的信号产生装置的调制信号、延迟信号、脉沖信号以及输出信号的时钟图。图4所示是图2所示的信号产生装置的输出信号的脉宽变化图。图5所示是图2所示的信号产生装置的输入信号和输出信号的频谱图。图6所示是本发明一种信号产生方法的一实施例流程图。<table>tableseeoriginaldocumentpage5</column></row><table>具体实施例方式请参考图2,图2所示是本发明一种信号产生装置100的一实施例示意图。信号产生装置100包含有信号调制单元101、选择信号产生单元102以及相位调整单元103。信号调制单元101用来对输入信号Sd"a进行调制操作以产生调制信号Spwm。选择信号产生单元102用来产生第一选择信号Sm以及第二选择信号SR2。相位调整单元103耦接于信号调制单元101与选择信号产生单元102,用来接收调制信号SpwM并依据第一选择信号S^以及第二选择信号S^来调整调制信号S,的脉宽以产生输出信号S。ut。相位调整单元103包含有相位延迟器1031以及选择电路1032。相位延迟器1031用来依据调制信号Spwm来产生多个延迟信号Sdl~Sdn，其中多个延迟信号Sd,Sd。是分别对应不同相位。选择电路1032包含有第一多工器1032a耦接于相位延迟器1031与选择信号产生单元102,用来依据第一选择信号S^以自该多个延迟信号Sdl~Sdn中选择并输出特定延迟信号Sd;逻辑电路1032b耦接于第一多工器1032a与信号调制单元101用来将调制信号SPWM与特定延迟信号Sd进行逻辑运算以产生第一、第二脉冲信号Spulsel、Spulse2;以及第二多工器103k耦接于逻辑电路1032b与选择信号产生单元102，用来依据第二选择信号Sm以从第一、第二脉冲信号Spulsel、Sp。^2中选择一特定脉冲信号来作为输出信号S。ut。请注意，依据本发明的实施例信号产生装置100,逻辑电路1032b包含有与门AND(ANDGate)耦接于调制信号Sp丽与特定延迟信号Sd,用来产生第一脉沖信号SpulSiil,以及或门OR(ORGate)耦接于调制信号S卿与特定延迟信号Sd,用来产生第二脉冲信号Spulse2;其中第二多工器1032c是依据第二选择信号Sm以从第一、第二脉冲信号Spulsel、Spu^择一作为输出信号S。ut。另一方面，为了更清楚描述本发明的精神所在，在本发明的一实施例中，信号调制单元101是脉宽调制(PulseWidthModulation,P丽)单元,例如，具有取样频率为fs的输入信号S"u在经由信号调制单元101处理之后，将会产生具有取样频率d的调制信号S隨；选择信号产生单元102产生脉冲信号，其中脉冲信号的周期是假设为l/ft，则fs产Nft,其中N为任意整数。例如，若取样频率G为384KHz且数值N为128,则调制信号SpwM的取样频率"为49.152MHz。然而此并不为本发明所限。换句话说，任何数字式的脉宽调制单元均为本发明的范畴所在。在一实施例中，选择信号产生单元102可为随机数产生单元，选择信号产生单元102所产生的第一选择信号S^以及第二选择信号S^是该随机数产生单元所随机产生的随机控制信号，但此仅为一实施例，本发明的范围不限于此。请参考图3,图3所示是本发明实施例信号产生装置100的调制信号SPWM、延迟信号SdiSdn、脉冲信号S一se,、S一w以及输出信号S,的时钟图。为了更清楚描述本发明的精神所在，在本实施例中，信号产生装置100的调制信号SpwM的输出信号的相位调整方法是以选择信号产生单元102所产生的脉冲信号中的其中一周期来加以说明，其中脉冲信号的周期是^f叚设为l/ft,意即选择信号产生单元102是以f'的频率来调整信号调制单元101所产生的调制信号S,的输出相位以产生输出信号S。ut。信号调制单元101所产生的调制信号SPWM会经由相位延迟器1031内多个延迟电路1031a~1031n分别延迟dl~dn时间以产生多个延迟信号Sdl~Sdn。请注意，在本发明中，延迟时间dldn是可以经由设计需求而作适当地调整，换句话说，各个延迟时间dl~dn时间是可以是都相同或是互不相同的。为了方便起见，在本实施例中，延迟电路1031a~1031n所产生的延迟信号SdiS^分别具有2W种相位，其中N为任意整数，而且在所有的延迟信号Sd广S化中，各个相邻的延迟信号之间的时间差td(亦即相位差)均是一样的，如图3所示，亦即，延迟信号Sw与延迟信号Sd2的时间差是td,而延迟信号Sd2与延迟信号Sd3的时间差亦是td，如此类推。在本实施例中，各个相邻的延迟信号之间的时间差U为l/(ft*(2N))，其中N为任意整数。请注意，此仅为一实施例，而非局限相位延迟器1031的延迟时间dl~dn的实际设定方式。当该2K个延迟信号SwS化传送到第一多工器1032a时，第一多工器1032a会依据第一选择信号S^来选择该"个延迟信号Sd广S化中其中一个当作延迟信号Sd。换句话说，当第一选择信号Sw为随机信号时，则第一多工器1032a的输出是随机的。接着，逻辑电路1032b会对延迟信号Sd与调制信号SpwM进行逻辑及运算(ANDoperation)与逻辑或运算(ORoperation)以分别产生第一脉冲信号S一^与第二脉冲信号Spu^。由此可知，第一脉冲信号S一具有2"个可能输出，分别为S刚与Sdl、S刚与Sd2.....S刚与S加的逻辑及运算结果；而第二脉冲信号S—e2亦具有2K个可能输出，分别为Spwm与Sdl、Spwm与Sd2.....Spwm与S加的逻辑或运算结果。第二多工器10Mc会依据第二选择信号Sk2来愉出第一脉冲信号S一w或第二脉冲信号Spulse2以产生输出信号S。ut,因此输出信号Sm具有2*2N种可能输出。由前述可知，当第二多工器1032c选择第一脉冲信号Spu^作为输出信号S。ut时，则输出信号S喊的脉宽(Pulsewidth)会比输入信号S^的脉宽来得大。反之当第二多工器1032c选择第二脉冲信号S帅e2作为输出信号S。。t时，则输出信号S叫t的脉宽(Pulsewidth)会比输入信号Sd"a的脉宽来得小，如图4所示。图4所示是本发明实施例信号产生装置100的输出信号S。ut的脉宽变化图。可以得知，经由本发明实施例信号产生装置100的脉宽调整后，输出信号S则的脉宽在每一周期的单位时间(1/ft)内，会在最大脉宽P吣和最小脉宽P^之间随机变动，其中最大脉宽P,是由Spwm与Sdn的逻辑或运算所产生，而最小脉宽乙是由Spwm与Sdn的逻辑及运算所产生。由图中可知，输出信号S。ut的相邻周期之间的脉宽的最小差异为d，而其相邻周期之间脉宽的最大差异则是最大脉宽P,减去最小宽P^后的宽度。每一周期的脉宽会随机变动的原因是因为输出信号S赠的脉宽是由选择信号产生单元102所产生的第一选择信号SR1以及第二选择信号Sr2所随机决定，而本实施例中与门AND与或门OR的目的则是分别依据逻辑及运算与逻辑或运算的特性来减少或增加输出信号S。ut的脉宽，以及最小差异d是应小于l/fJ"为调制信号SpwM的取样频率)；当然，上述延迟信号Sdl~S^的个数亦可以是任意的。因此，输出信号S。ut的能量就不会集中在频率ft、2*乙以及3*匸处，而是分散于频率ft、2*匸以及3*^附近，如图5所示，其中频率ft是输入信号Sdata的载波频率(Carrierfrequency)。图5所示是本发明实施例信号产生装置100的输入信号S组a和输出信号S。ut的频谱图，其中曲线501代表噪声成分的频域分布图(亦即斜线部分)。请注意，本领域技术人员必可了解当输出信号S赠的能量不集中在频率ft、2*匸以及3*"处时，输出信号S喊受到噪声(Electromagneticinterference，EMI)(曲线501)干扰(ElectroMagneticInterference,EMI)的程度就会减少。换句话说，在已知技术上，输出信号S。ut的能量是集中在频率ft、2*"以及3*匸处，其所受到噪声(曲线501)干扰的程度就会非常严重。由于噪声(曲线501)对输出信号S。ut的干扰为已知技术，因此其原理在此不另赘述。另一方面，本发明实施例信号产生装置100的输出信号S。。t是用来驱动功率输出级(未显示)。由于利用脉宽调制信号来控制功率输出级的运作方式为已知技术，因此其操作原理不另赘述。请参考图6,图6所示是本发明一种信号产生方法的一实施例流程图。为了更清楚描述本发明的精神所在，该信号产生方法可以实施例信号产生装置100实作，其包含有下列步骤步骤601:利用信号调制单元101来对输入信号Sd"a进行脉宽调制操作以产生调制信号S;步骤602:将调制信号SpwM分别延迟dl~dn时间以产生多个延迟信号Sdl~Sdn,其中多个延迟信号Sdl~Sdn是分别对应不同相位;8步骤603:依据第一选择信号S^来选取多个延迟信号Sdl~Sdn中之一来对调制信号SpwM进行逻辑运作以产生第一、第二脉冲信号Spulsel、Spulse2;步骤604:依据第二选择信号SK2来选取第一、第二脉冲信号Spulsel、Spulse2中之一来产生输出信号S。ut。在步骤602中，延迟信号Sdl~Sdn分别具有2'种相位，其中N在此实施例中为任意整数，而且在所有的延迟信号Sd,S加中，各个相邻的延迟信号之间的时间差td(亦即相位差)在此实施例中均是一样的，如图3所示。此外，各个相邻的延迟信号之间的时间差L为l/(ft*(2N))。在步骤603中，第一脉沖信号Sp由d具有2N个可能输出，分别为SpwM及Sd"S刚及Sd2.....S刚及S一而第二脉沖信号s一亦具有"个可能输出，分别为s刚或sdl、s刚或sd2.....Sp謂或Sdn。因此，在步骤604中，输出信号S。ut的能量就不会集中在频率ft、2承ft以及3fft处，而是分散于频率ft、2*匸以及3*^附近，如图5所示，其中频率ft是输入信号Sdata的载波频率(Carrierfrequency)。以上所述仅为本发明的实施例，凡依本发明权利要求范围所做的均等变化与修饰，皆应属本发明的涵盖范围。9权利要求1.一种信号产生装置，包含有信号调制单元，用来对输入信号进行调制操作以产生调制信号；选择信号产生单元，用来产生至少一第一选择信号；以及相位调整单元，耦接于该信号调制单元与该选择信号产生单元，用来接收该调制信号并依据该第一选择信号来调整该调制信号的脉宽以产生输出信号。2.根据权利要求1所述的信号产生装置，其中该相位调整单元包含有相位延迟器，用来依据该调制信号来产生多个延迟信号，该多个延迟信号是分别对应不同相位；以及选择电路，耦接于该相位延迟器与该选择信号产生单元，用来依据该多个延迟信号与该第一选择信号来产生该输出信号。3.根据权利要求2所述的信号产生装置，其中该选择电路包含有第一多工器，用来依据该第一选择信号自该多个延迟信号中选取一特定延迟信号，且该输出信号是依据该特定延迟信号来被产生。4.根据权利要求3所述的信号产生装置，其中该选择电路包含有逻辑电路，用来将该调制信号与该特定延迟信号进行逻辑运算以产生该输出信号。5.根据权利要求4所述的信号产生装置，其中该选择信号产生单元还产生第二选择信号，且该逻辑电路将该调制信号与该特定延迟信号进行逻辑运算以产生多个脉冲信号，以及该选择电路包含有第二多工器，用来依据该第二选择信号以从该多个脉冲信号中选择一特定脉冲信号来作为该输出信号。6.根据权利要求1所述的信号产生装置，其中该选择信号产生单元包含随机数产生器，用来产生至少一随机控制信号。7.—种信号产生方法，包含有对输入信号进行调制操作以产生调制信号；产生至少一第一选择信号；以及根据该调制信号及该第一选择信号来调整该调制信号的脉宽以产生输出信号；其中该第一选择信号为随机控制信号。8.根据权利要求7所述的信号产生方法，其中产生该输出信号的该步骤包含有依据该调制信号来产生多个延迟信号，其中该多个延迟信号是分别对应不同相位；依据该多个延迟信号与该第一选择信号来产生该输出信号；以及依据该第一选择信号自该多个延迟信号中选取一特定延迟信号来作为该输出信号。9.根据权利要求8所述的信号产生方法，还包含有将该调制信号与该特定延迟信号进行逻辑运算以产生该输出信号。10.根据权利要求8所述的信号产生方法，还包含有产生第二选择信号；将该调制信号与该特定延迟信号进行逻辑运算以产生多个脉冲信号；以及依据该第二选择信号以从该多个脉冲信号中选择一特定脉沖信号来作为该输出信号；其中该第二选择信号为随机控制信号。全文摘要本发明是揭露一种信号产生装置，其包含有信号调制单元、选择信号产生单元与相位调整单元。该信号调制单元是用来对输入信号进行调制操作以产生调制信号。该选择信号产生单元是用来产生至少一第一选择信号，以及该相位调整单元是耦接于该信号调制单元与该选择信号产生单元，并用来接收该调制信号以及依据该第一选择信号来调整该调制信号的脉宽以产生输出信号。文档编号H03K7/08GK101465633SQ20071016216公开日2009年6月24日申请日期2007年12月21日优先权日2007年12月21日发明者吴柏强,邱舒业申请人:瑞昱半导体股份有限公司