数字功率放大器(04-100)

　　与上述模拟PWM相似，我们也可以直接将均匀取样PCM信号变换为数字PWM信号，然后进行功率放大。PCM至PWM变换称为数字PWM。数字PWM不同于PCM信号用D/A变换器变换成模拟信号，再用上面已介绍的方法将模拟信号变换成PWM信号。

　　一个数字PWM是将幅度取样脉冲直接变换成与取样幅度成正比的脉冲列。倘若仍采用下降边NPWM电路，通常称为均匀取样PWM(UPWM)，其取样定时图如图4(b)所示。它的频谱同样包含输入频率，载波和各次谐波，以及两者的调制积。但存在一个明显的区别，即它的基频带中含有输入频率的谐波，且其幅度随调制率和载波频率而增加。

　　数字PWM线性化技术

　　频谱分析表明，均匀取样PCM信号直接变换成PWM数据会导致音频基带中的高次谐波成分，造成失真，无法在高保真系统中应用。因此，在PCM数据送入PCM至PWM变换器之前应先进行预处理，以补偿其非线性。在各种线性化方案中，伪NPWM法和动态滤波法尤为常见。下面扼要介绍这两种方案的出发点和基本工作原理。

　　伪NPWM(PNPWM)法是在均匀取样PCM数据上来摹仿模拟NPWM过程。上面分析表明，模拟NPWM信号在基带内是不存在谐波成分的，而数字UPWM信号却存在谐波成分，试比较图5上两者的取样波形，锯齿波与均匀取样PCM信号的交叉点和锯齿波与原始模拟信号的交叉点确实存在着差别。这意味着，为了补偿非线性，必须在特定PWM脉冲时间间隔内重构模拟信号。重构模拟输入波形的正确分析表达式应是由无数个成比例和时延的正弦函数组成，取样锯齿波则可描述为一个一阶方程，于是重构模拟信号与锯齿波的交叉点需求解这两个相应的联立方程。当然，一种更为实用的方法是用n阶多项式来近似模拟输入波形，每个间隔内的多项式可利用n+1个PCM数据间隔两边的边界条件来重构。近似多项式的阶数越高，其误差越小。为了避免使用高阶方程分析解法，可采用诸如Newton-Raphson等数值算法。