跨越隔離屏障的模擬信號傳輸?shù)闹谱鞣椒?br> 【專利摘要】模擬信號通過使用脈寬調(diào)制(PWM)信號的邊緣調(diào)制/解調(diào)處理而跨越隔離信道傳輸。邊緣調(diào)制器對接收到的脈寬調(diào)制信號的上升沿做出響應(yīng)，產(chǎn)生具有第一預(yù)定脈寬的第一脈沖，以及對接收到脈寬調(diào)制信號的下降沿做出響應(yīng)，產(chǎn)生具有第二預(yù)定脈寬且與第一脈沖具有相同極性的第二脈沖。在隔離信道的對端，邊緣解調(diào)電路使用第一脈沖和第二脈沖來重新創(chuàng)建PWM信號?；诘谝幻}沖和第二脈沖的脈寬，可以區(qū)分出PWM信號的上升沿和下降沿。通過使用二階脈寬調(diào)制器，可以產(chǎn)生所述PWM信號。
【專利說明】跨越隔離屏障的模擬信號傳輸
[0001] 相關(guān)申請的交叉引用
[0002] 本申請要求享有于2013年8月30日提交的名為"TransportofanAnalog SignalAcrossAnIsolationBarrier"的臨時申請61/872, 537的權(quán)益，其中該申請在這 里引入以作為參考。

【技術(shù)領(lǐng)域】
[0003] 本發(fā)明涉及隔離屏障，尤其涉及的是跨越隔離屏障的通信。

【背景技術(shù)】
[0004] 隔離屏障指的是兩個領(lǐng)域之間的電隔離。需要此類隔離的原因是因為該兩個領(lǐng)域 在正常操作過程中可能存在很大的DC或瞬態(tài)電壓差。例如，一個領(lǐng)域有可能被"接地"而 處于一個電壓，該電壓相對于大地接地以數(shù)百或數(shù)千伏轉(zhuǎn)換。執(zhí)行此類隔離的另一個原因 是基于安全性的考慮，盡管在正常操作過程中領(lǐng)域間的預(yù)期電壓差可能很小。與此相關(guān)的 一個示例是將電極貼在病人身體之上的生物醫(yī)學(xué)應(yīng)用；盡管測量設(shè)備應(yīng)該是正確接地的， 但是出于安全方面的考慮，還是要求在病人與測量設(shè)備的接地之間提供額外的保護(hù)層。
[0005] 隔離屏障通常由具有良好擊穿性的電介質(zhì)層構(gòu)成?？缭礁綦x屏障的通信通常是用 光學(xué)（光隔離器）或電感（變壓器）解決方案完成的。此外，電容隔離電路也可用于跨越 隔離屏障來傳送數(shù)字信息。
[0006] 有很多應(yīng)用都要求跨越隔離屏障來傳送模擬信息。通常，在屏障的一側(cè)總是可以 將模擬信號轉(zhuǎn)換成數(shù)字信號，并且傳送數(shù)字信號而不是直接傳送模擬信號。然而，使用此類 方法將會增大組件成本以及產(chǎn)生由轉(zhuǎn)換所導(dǎo)致的額外的使用功率和信號損傷。
[0007] 由此，如果能改進(jìn)跨越隔離屏障的模擬信號傳輸，那么將是非常理想的。


【發(fā)明內(nèi)容】

[0008] 在一個實施例中，提供了一種方法，其包括：接收脈寬調(diào)制（PWM)信號，將脈寬調(diào) 制信號的上升沿轉(zhuǎn)換成具有第一寬度的第一脈沖，將該脈寬調(diào)制信號的下降沿轉(zhuǎn)換成具有 第二寬度的第二脈沖；以及將第一脈沖和第二脈沖傳送跨越通信信道。
[0009] 在一個實施例中，提供了一種設(shè)備，其包括：被耦合成接收脈寬調(diào)制（PWM)信號并 且提供邊緣調(diào)制PWM信號的邊緣調(diào)制電路。該邊緣調(diào)制電路對接收到的脈寬調(diào)制信號的上 升沿做出響應(yīng)，產(chǎn)生具有第一脈寬的第一脈沖。該邊緣調(diào)制電路對接收到的脈寬調(diào)制信號 的下降沿做出響應(yīng)，產(chǎn)生具有第二脈寬的第二脈沖，所述第二脈沖與第一脈沖具有相同的 極性。第一脈沖和第二脈沖形成了邊緣調(diào)制PWM信號。發(fā)射器與邊緣調(diào)制電路耦合，以便 跨越通信信道傳送包含了第一脈沖和第二脈沖的邊緣調(diào)制PWM信號。
[0010] 在一個實施例中，提供了一種設(shè)備，其包括：被耦合成接收脈寬調(diào)制（PWM)信號的 邊緣調(diào)制電路。該邊緣調(diào)制電路對接收到的PWM信號的上升沿做出響應(yīng)，產(chǎn)生具有第一脈 寬的相應(yīng)的第一脈沖，并且該邊緣調(diào)制電路對接收到的PWM信號的下降沿做出響應(yīng)，產(chǎn)生 具有第二脈寬的相應(yīng)的第二脈沖，由此，該邊緣調(diào)制電路產(chǎn)生具有第一邊緣和第二邊緣的 邊緣調(diào)制信號。電容性隔離信道被耦合成接收具有第一和第二邊緣的邊緣調(diào)制信號。邊緣 解調(diào)電路被耦合成從電容性隔離信道接收邊緣調(diào)制信號，并且基于第一脈沖和第二脈沖來 重新創(chuàng)建PWM信號。

【專利附圖】

【附圖說明】
[0011] 通過參考附圖，本領(lǐng)域技術(shù)人員可以更好地理解本發(fā)明，并且可以清楚了解本發(fā) 明的眾多目的、特征和優(yōu)點。
[0012] 圖1示出了一個脈寬調(diào)制系統(tǒng)。
[0013] 圖2示出的是根據(jù)本發(fā)明一個實施例的包含邊緣調(diào)制和解調(diào)的脈寬調(diào)制系統(tǒng)。
[0014] 圖3示出的是與圖2的系統(tǒng)相關(guān)聯(lián)的時間圖。
[0015] 圖4示出的是根據(jù)本發(fā)明一個實施例的邊緣調(diào)制器。
[0016] 圖5示出的是邊緣解調(diào)器的一個實施例。
[0017] 圖6示出的是與邊緣解調(diào)器相關(guān)聯(lián)的時間圖。
[0018] 圖7示出的是零階（0thorder)脈寬調(diào)制實施例。
[0019] 圖8示出的是一階（1storder)脈寬調(diào)制實施例。
[0020] 圖9示出的是二階（2ndorder)脈寬調(diào)制實施例。
[0021] 圖10示出的是將第一和第二芯片置于單個封裝中的實施例。
[0022] 圖11示出的是通過使用邊緣解調(diào)器產(chǎn)生的用于PWM的反饋信號來解決邊緣調(diào)制 器造成的損害的實施例。
[0023] 圖12示出的是由二階PWM通過使用邊緣解調(diào)器的反饋信號來解決邊緣調(diào)制器中 的損害的實施例。
[0024] 在不同的附圖中使用的相同的參考符號指示了相似或相同的項目。

【具體實施方式】
[0025] 在需要低延時（lowlatency)的應(yīng)用中，跨越隔離屏障的模擬信號傳輸是非常有 利的。例如，在當(dāng)如的感測應(yīng)用中（例如在電動機控制和受換式電源系統(tǒng)中），延時可能會 導(dǎo)致問題的產(chǎn)生。這是因為為了避免損壞功率晶體管，必須非?？斓馗袦y到電流尖刺（可 能因為短接或磁組件飽和而引起）。在交換式電源供應(yīng)中，由于延時會直接限制控制環(huán)路所 能實現(xiàn)的帶寬，因此，感測（次級）輸出電壓并將其報告給控制器（可能處于初級一側(cè)）要 求具有很低的延時。如果負(fù)載快速變化，那么控制器需要快速做出反應(yīng)，以便限制由此產(chǎn)生 的下降（droop)。
[0026] 現(xiàn)有的模擬傳輸解決方案使用了模擬光隔離器。模擬光隔離器一般具有很低的延 時，但是其精度相對較差（例如增益誤差，偏移誤差，失真）。一些光隔離器實施方式具有本 地光電檢測器以允許創(chuàng)建能夠執(zhí)行某種校正的本地反饋環(huán)路。另一種模擬傳輸解決方案則 以模數(shù)轉(zhuǎn)換器（ADC)為基礎(chǔ)。基于ADC的解決方案通常會在屏障的一側(cè)使用總和增量ADC， 由此使用一個跨越屏障傳輸?shù)臅r鐘或是本地產(chǎn)生的時鐘。在屏障的另一側(cè)，總和增量比特 流可被轉(zhuǎn)換回模擬信號，或者可以作為數(shù)字信號提供給下一個信號處理級。
[0027] 雖然在總和增量ADC轉(zhuǎn)換中只有少量延遲，但是后續(xù)操作（對比特流執(zhí)行抽取 (從高速的單比特流變換到低速的多比特信號）或是比特流的模擬濾波（以便創(chuàng)建模擬 輸出信號））存在相當(dāng)大的延時，并且這些延時極大地取決于最終的輸出的預(yù)期信噪比 (SNR)。在具有二階總和增量ADC的典型系統(tǒng)中，延時約為150μs，抽取的信號帶寬僅為 10kHz，如果將帶寬加倍（將延時減小兩倍），那么將會導(dǎo)致SNR降低15dB。
[0028] 為了提供低延時的跨越隔離屏障的模擬傳輸解決方案，本發(fā)明的一個實施例使用 了脈寬調(diào)制（PWM)。圖1示出了一個PWM系統(tǒng)100。輸入電壓Vin在PWM部件101中被調(diào)制 脈寬。該PWM信號被提供給隔離信道。隔離發(fā)射器103通過電容性隔離信道104將該PWM 信號傳送到隔離接收器105。由于諸如隔離信道之類的非理想數(shù)字信道存在脈寬失真和1/ f噪聲，因此，通過此類非理想數(shù)字信道傳送PWM信號將會改變信號的轉(zhuǎn)換時間。這些改變 有可能會在PWM信號中產(chǎn)生占空比誤差，并且該誤差會在輸出端被遞送。這些改變了的轉(zhuǎn) 換時間（一旦被PWM解調(diào)器執(zhí)行濾波）所產(chǎn)生的效果與在模擬信道中存在偏移和/或1/f 噪聲是一樣的。圖1通過顯示在加法器106中與接收到的PWM信號相加的占空比誤差以及 Ι/f噪聲示出了這種誤差源。該PWM信號中存在的這種損害在解調(diào)的PWM信號中同樣也是 存在的。
[0029] 相應(yīng)地，本發(fā)明的一個實施例使用了將每一個PWM邊緣轉(zhuǎn)換成脈沖的邊緣調(diào)制。 所產(chǎn)生的所有脈沖與通過隔離信道傳遞的脈沖都具有相同的極性。關(guān)于邊緣調(diào)制的后續(xù)解 調(diào)以及PWM解調(diào)將會產(chǎn)生一個未被隔離信道脈寬失真或加性低頻噪聲損害的信號。參考圖 2,邊緣調(diào)制器203被插在PWM201之后。邊緣解調(diào)器205被插在PWM解調(diào)濾波器207之前。 邊緣調(diào)制器供應(yīng)給發(fā)射器204,發(fā)射器204則將邊緣調(diào)制信號跨越隔離屏障傳送到接收器 206。
[0030] 圖3示出的是與邊緣調(diào)制器203以及邊緣解調(diào)器205的操作相關(guān)聯(lián)的時間圖。參 考圖3,邊緣調(diào)制器203將PWM信號的上升沿301轉(zhuǎn)換成具有第一預(yù)選寬度的脈沖303。并 且邊緣調(diào)制器203將PWM信號的下降沿305轉(zhuǎn)換成具有與第一寬度相同的極性但不同寬度 的第二預(yù)選寬度的脈沖307。在圖3顯示的實施例中，這些脈沖是正向脈沖，并且第一脈沖 比第二脈沖窄。其他實施例可以選擇不同的極性以及不同的寬度。與上升和下降沿相關(guān)聯(lián) 的不同寬度允許與每一個邊緣相關(guān)聯(lián)的脈沖都能在接收側(cè)被區(qū)分。如圖3所示，在信道輸 出端接收的脈沖有可能具有脈寬失真，由此導(dǎo)致脈沖變長或變短（由誤差309所表示的那 樣）。邊緣解調(diào)器205 (圖2)將接收到的脈沖解調(diào)成脈寬解調(diào)信號311，所述脈寬解調(diào)信號 則被提供給脈寬解調(diào)濾波器207 (圖2)。在一個實施例中，根據(jù)脈沖具有第一還是第二預(yù)選 寬度，邊緣解調(diào)器205會使用反轉(zhuǎn)觸發(fā)器（toggleflipflop)來將每一個脈沖的起始時間 轉(zhuǎn)換成上升沿或下降沿。應(yīng)該注意的是，為了便于說明，在圖3中并未顯示電路延遲和信道 延遲。
[0031] 這里描述的關(guān)于邊緣調(diào)制/解調(diào)方法的分析顯示了與該方法相關(guān)聯(lián)的幾個優(yōu) 點。由于解調(diào)處理會產(chǎn)生取決于兩個上升沿信道延遲的差值的輸出脈沖，因此，靜態(tài)的脈 寬失真不會對輸出信號的平均值產(chǎn)生影響。此外，解調(diào)處理可被視為是對信道中引入的 延遲誤差的過濾操作，其中= 1 -其中D是占空比誤差，其幅度響應(yīng)為 ， = 2 〇 - s(?)對于通過PWM解調(diào)濾波器傳遞的低頻來說，這 T 個幅度響應(yīng)是很小的。由此可以看出，某些類型的信道損害（固定的占空比誤差和變化緩 慢的延遲，例如由閃爍α/f)噪聲所導(dǎo)致的延遲）將被移除或者被大幅衰減。
[0032] 圖4示出的是邊緣調(diào)制方案的一個實施例的框圖。PWMOUT信號202被提供給差 分部件401，所述差分部件401同時提供了信號的正常表示403以及輸入信號的倒轉(zhuǎn)表示 405。延遲部件407 (DELl)聯(lián)合AND門411、413以及OR門415在上升沿變換上產(chǎn)生一個具 有依照延遲DELl的長度確定的第一預(yù)選寬度的正向脈沖。延遲部件409 (DEL2)聯(lián)合AND 門411、413以及OR門415在下降沿變換上產(chǎn)生一個具有依照延遲DEL2的長度確定的第二 預(yù)選寬度的正向脈沖。在這里要注意確保具有這兩個寬度的脈沖的起始時間是緊密配合 的-處于門延遲的一小部分以內(nèi)。雖然在圖4中顯示了一種可能的邊緣調(diào)制方案，但在本 發(fā)明的不同實施例中，其他邊緣調(diào)制方案同樣是可以使用的。
[0033] 邊緣調(diào)制信號是通過隔離信道傳送的。圖5和6示出了一個示例性的邊緣解調(diào)方 法。圖5示出的是邊緣解調(diào)器205的一個實施例的電路圖，而圖6示出的是與圖5的電路 相關(guān)聯(lián)的時間圖。解調(diào)從反轉(zhuǎn)觸發(fā)器501開始，由此產(chǎn)生一個基于每個脈沖的第一個邊緣 的輸出變換。單獨實施該處理將會產(chǎn)生正確的輸出或者正確的輸出的互補輸出（取決于初 始條件）。觸發(fā)器的異步置位（S)和復(fù)位（R)輸入將會迫使該觸發(fā)器進(jìn)入正確狀態(tài)。應(yīng)該 注意的是，除了在初始啟動過程之外，在置位或復(fù)位輸入生效時，該觸發(fā)器已經(jīng)處于理想狀 態(tài)。脈沖生成邏輯503產(chǎn)生一個脈沖601，其寬度介于第一預(yù)選脈寬603與第二預(yù)選脈寬 605之間。如果觸發(fā)器未處于正確狀態(tài)，那么置位脈沖607將會使該觸發(fā)器置位，或者復(fù)位 脈沖609將會使該觸發(fā)器復(fù)位。如果觸發(fā)器已經(jīng)處于正確狀態(tài)，那么這些置位和復(fù)位脈沖 不會對觸發(fā)器輸出產(chǎn)生影響。
[0034] 為了對PWM信號實施邊緣調(diào)制，有必要產(chǎn)生PWM第一信號。圖7示出了一個零階 脈沖調(diào)制實施方式。比較器701將電壓信號Vin 703與三角波705相比較，并且基于該比較 來產(chǎn)生一個脈寬調(diào)制信號707。通常，信號Vin的頻率要遠(yuǎn)遠(yuǎn)慢于調(diào)制信號VtHangle的頻率 (例如個或幾個數(shù)量級）。雖然零階調(diào)制方法原則上是有效的，但在圖7的開環(huán)系統(tǒng)中，t匕 較器701的延遲的任何信號電平或斜率依賴性都會導(dǎo)致產(chǎn)生未被補償?shù)膿p害。此外，三角 波生成器還必須接近于完美。PWM增益取決于三角的斜率，而峰值電壓和轉(zhuǎn)換速率可以說是 很難控制，由此會使三角波生成器成為未被補償?shù)牧汶A調(diào)制中的損害的來源。
[0035] 因此，與其使用圖7的零階PWM生成器，另一個實施例使用了如圖8所示的一階 PWM生成器。圖8的一階系統(tǒng)包括比較器801，積分器803以及通過反饋電阻器Rf 805的反 饋。輸入信號Vin 807和時鐘信號809與反饋信號在節(jié)點811相結(jié)合。比較器801的加號 輸入始終接地，以解決公共模式相關(guān)的延遲。與零階系統(tǒng)的開環(huán)相反，一階系統(tǒng)具有反饋， 以便可以校正由于取決于信號高低的比較器延遲或是不同的上升或下降沿延遲所導(dǎo)致的 誤差來源。比較器輸出的平均值代表的是輸入信號Vin。在積分器803中會對任何差值進(jìn) 行積分。由此，比較器的輸出將被反饋，以便將PWM信號中的誤差提供給積分器，從而促使 從積分器提供到比較器的電壓出現(xiàn)偏移，由此基于該誤差來調(diào)整PWM信號脈寬。圖8的一 階系統(tǒng)的轉(zhuǎn)換增益與時鐘占空比以及電阻Rck 815的電阻值無關(guān)。該轉(zhuǎn)換增益（每伏特輸 入的輸出占用比）僅僅取決于與輸入電壓信號相關(guān)聯(lián)的Ri 817、反饋電壓Rf 805以及VKEF。 如部件819所示，反饋信號會在Vkef與-Vkef伏特之間切換。同樣，部件821顯示出輸入時 鐘信號會在Vkef與-Vkef伏特之間切換。雖然一階系統(tǒng)是對圖7的零階系統(tǒng)的改進(jìn)，但是一 階系統(tǒng)仍舊是存在缺陷的。其中一個限制因素是Rcx的電導(dǎo)必須大于其他電阻的組合電導(dǎo) 由此，電阻Rcx支配熱噪聲的生成。此外，Rck同樣支配積分器的需求，并擾 〇 亂了積分器輸入端的虛擬接地，從而導(dǎo)致產(chǎn)生了低電平失真。
[0036] 圖9示出一示例性的二階脈寬調(diào)制系統(tǒng)，其克服了一階PWM系統(tǒng)存在的限制。圖 9的二階系統(tǒng)包括第二積分器901以及比較器903,其在本質(zhì)上形成了對PWM輸出信號905 與輸入信號Vin807之間的誤差進(jìn)行調(diào)制的一階PWM904。所述一階PWM904包括一個通過 Rf2906和積分器901的內(nèi)反饋環(huán)路。該積分器901對輸入電阻Ri2、反饋電阻Rf2以及Rck 形成的求和節(jié)點進(jìn)行積分。外反饋環(huán)路是通過Rf 908和積分器909形成的。比較器903的 輸出反映了輸入信號Vin的平均值。如果存在精確的匹配，那么通過反饋電阻器Rf908的 電流以及通過輸入電阻Ri910的電流應(yīng)該是匹配的。在電流不匹配的情況下，誤差會在積 分器909中被積分。在圖8的一階系統(tǒng)中，噪聲電流功率與1/R成比例。在圖8的一階系 統(tǒng)中，對于Rck 815的限制導(dǎo)致Rai成為主要的噪聲源。相比之下，在圖9的二階系統(tǒng)中，輸 入電阻Ri910與反饋電阻Rf908的主要求和節(jié)點911與Rcx 912無關(guān)。噪聲和失真大多與 在第一積分器909之后發(fā)生的事情無關(guān)。來自電阻器Rcx 912的噪聲最終會被外反饋環(huán)路 消除。這樣，第二積分器901可以與阻抗成比例（更高的電阻，更低的電容，以及較低功率 的運算放大器），而不添加噪聲、失真或增益誤差。在調(diào)制信號CLK于-Vkef與Vkef之間切換 時，第一積分器909不會被通過電阻Rai 912的電流階躍干擾?？傮w而言，與使用一階系統(tǒng) 獲取的信噪比（SNR)以及信號對噪聲和失真比（SNDR)相比，這里的信噪比以及信號對噪聲 和失真比預(yù)計將會大幅改善（例如對于SNR來說大約是3倍）。SNDR的改善取決于所使用 的放大器的細(xì)節(jié)。對于第一積分器909的性能方面的給定的技術(shù)限制來說，所述改善能夠 提供更高的線性度和增益精度。
[0037] 由此，在電流感測應(yīng)用、例如電動機控制和交換式電源系統(tǒng)中，使用這里描述的實 施例進(jìn)行的模擬信號傳輸將會非常有用。因此，圖9的輸入電壓Vin 907可以是與感測到的 電流相對應(yīng)的電壓。圖10示出了處于封裝集成電路1000中的PWM系統(tǒng)，其中該集成電路 包括具有隔離系統(tǒng)中的發(fā)射電路的第一芯片1001以及具有隔離系統(tǒng)中的接收電路的第二 芯片1003。在一個實施例中，低噪聲放大器（LNA) 1005允許放大低電平信號，以及提供所述 信號作為Vin。雖然為了便于說明而將其顯示成是單端的，但在一個實施例中，LNA1005是 具有很高的開環(huán)增益以及與不同應(yīng)用的輸入信號電平相適應(yīng)的不同增益選項的全差分?jǐn)?波運算放大器（fullydifferentialchoppedoperationalamplifier)。低信號電平可以 代表來自感測電路1007的感測電流或是其他感測參數(shù)。雖然這里的使用了LNA1005,但是 其他實施例也可以在沒有低噪聲放大器的情況下提供感測參數(shù)作為Vin。
[0038] 再次參考圖2,邊緣調(diào)制器203可以引入自己的偏移（并且由于在其供應(yīng)中自行 產(chǎn)生的干擾），甚至失真。圖11和12示出了通過提供簡單的邊緣解調(diào)器1101來解決邊緣 調(diào)制器203的偏移和失真的實施例，其中所述邊緣解調(diào)器1101接收來自邊緣調(diào)制器的信號 1103。邊緣解調(diào)器信號1105與輸入信號相匹配，但是其現(xiàn)在包含了邊緣調(diào)制器引入的損 害，所述邊緣解調(diào)器信號被反饋到PWM1102,而不是直接使用圖8和9顯示的PWM中的比較 器的輸出。在反饋環(huán)路中部存在損害（偏移以及可能的失真）的情況下，PWM可以將其消 除。圖12示出的是PWM1102被實施為二階PWM1201的實施例，其中所述二階PWM1201 被配置成使用邊緣解調(diào)器信號1105作為反饋信號。應(yīng)該注意的是，雖然在圖12中示出的 是將邊緣解調(diào)器信號1105反饋給二階PWM電路，但是圖11的脈寬調(diào)制器1102同樣可以作 為圖8的一階電路來實施，其中所述一階電路被修改成使用信號1105而不是比較器801的 輸出作為反饋信號。
[0039] 由此，在這里描述了不同的與跨越隔離屏障的模擬信號傳輸相關(guān)的方法。這里闡 述的關(guān)于本發(fā)明的描述是說明性的，其并不對后續(xù)權(quán)利要求中闡述的發(fā)明范圍構(gòu)成限制。 在不脫離權(quán)利要求闡述的發(fā)明范圍的情況下，基于這里闡述的說明，針對這里公開的實施 例的其他變型和修改都是可能的。
【權(quán)利要求】
1. 一種方法，包括： 接收脈寬調(diào)制PWM信號； 將所述脈寬調(diào)制信號的上升沿轉(zhuǎn)換成具有第一寬度的第一脈沖； 將所述脈寬調(diào)制信號的下降沿轉(zhuǎn)換成具有第二寬度的第二脈沖；以及 將所述第一脈沖和所述第二脈沖傳送跨越通信信道。
2. 如權(quán)利要求1所述的方法，其中所述第一脈沖和所述第二脈沖具有相同的極性。
3. 如權(quán)利要求1所述的方法，還包括： 接收待調(diào)制的輸入信號以及用于調(diào)制所述輸入信號的調(diào)制信號；以及 在脈寬調(diào)制電路中使用所述輸入信號和所述調(diào)制信號來產(chǎn)生PWM信號。
4. 如權(quán)利要求3所述的方法，還包括： 將所述第一脈沖和所述第二脈沖提供給邊緣解調(diào)器，并且產(chǎn)生邊緣解調(diào)信號；以及 將所述邊緣解調(diào)信號作為反饋信號提供給脈寬調(diào)制器電路。
5. 如權(quán)利要求3所述的方法，還包括： 使用二階脈寬調(diào)制器作為所述脈寬調(diào)制器電路來產(chǎn)生PWM信號。
6. 如權(quán)利要求5所述的方法，其中所述產(chǎn)生PWM信號還包括： 在第一節(jié)點上組合與所述脈寬調(diào)制信號相對應(yīng)的第一信號以及與所述輸入信號相對 應(yīng)的第二信號，以便產(chǎn)生第一組合信號，以及將所述第一組合信號提供給第一積分器； 在所述第一積分器中積分所述第一組合信號，并且提供來自所述第一積分器的第一積 分信號； 組合與時鐘信號相對應(yīng)的第三信號，與所述第一積分信號相對應(yīng)的第四信號，以及與 所述PWM信號相對應(yīng)的第五信號，以便產(chǎn)生第二組合信號； 在第二積分器中積分所述第二組合信號，并且產(chǎn)生第二積分信號； 將所述第二積分信號提供給比較器；以及 從所述比較器提供所述PWM信號。
7. 如權(quán)利要求1所述的方法，其中所述通信信道是隔離信道。
8. 如權(quán)利要求1所述的方法，還包括： 在與所述通信信道相耦合的接收器上接收包含所述第一脈沖和所述第二脈沖的信號； 以及 對所述第一脈沖和所述第二脈沖執(zhí)行邊緣解調(diào)，以便重新創(chuàng)建脈寬調(diào)制信號。
9. 如權(quán)利要求3所述的方法，還包括： 在與所述通信信道相耦合的接收器上接收包含所述第一脈沖和所述第二脈沖的信 號； 對所述第一脈沖和所述第二脈沖執(zhí)行邊緣解調(diào)，以便重新創(chuàng)建脈寬調(diào)制信號；以及 解調(diào)脈沖重新創(chuàng)建的脈寬調(diào)制信號，并且提供與脈沖輸入信號相對應(yīng)的輸出信號。
10. 如權(quán)利要求8所述的方法，還包括： 依照特定的脈沖具有第一寬度還是第二寬度來確定該脈沖是與所述脈寬調(diào)制信號的 上升沿還是下降沿相對應(yīng)。
11. 如權(quán)利要求10所述的方法，其中如果所述特定脈沖具有第一寬度，則置位觸發(fā)器， 以及如果所述特定脈沖具有第二寬度，則復(fù)位觸發(fā)器。
12. 如權(quán)利要求3所述的方法，還包括：感測一個電流，以及其中所述輸入信號是與感 測電流相對應(yīng)的電壓。
13. 如權(quán)利要求3所述的方法，還包括：從低噪聲放大器接收所述輸入信號。
14. 一種設(shè)備，包括： 被耦合成接收脈寬調(diào)制PWM信號并且提供邊緣調(diào)制PWM信號的邊緣調(diào)制電路； 該邊緣調(diào)制電路對接收到的脈寬調(diào)制信號的上升沿做出響應(yīng)，產(chǎn)生具有第一脈寬的第 一脈沖，以及對接收到的脈寬調(diào)制信號的下降沿做出響應(yīng)，產(chǎn)生具有第二脈寬且與第一脈 沖具有相同極性的第二脈沖，由此生成邊緣調(diào)制PWM信號； 與邊緣調(diào)制電路耦合的發(fā)射器，以便跨越通信信道傳送包含了所述第一脈沖和所述第 二脈沖的邊緣調(diào)制PWM信號。
15. 如權(quán)利要求14所述的設(shè)備，還包括： 脈寬調(diào)制電路被耦合成接收待調(diào)制的輸入信號以及用于調(diào)制所述輸入信號的調(diào)制信 號；以及被耦合成將所述脈寬調(diào)制信號提供給所述邊緣調(diào)制電路。
16. 如權(quán)利要求15所述的設(shè)備，還包括： 邊緣解調(diào)器電路，其與所述邊緣調(diào)制電路相耦合，并且被配置成提供邊緣解調(diào)信號；以 及 其中所述邊緣解調(diào)信號被脈寬調(diào)制電路用作反饋信號。
17. 如權(quán)利要求15所述的設(shè)備，其中所述脈寬調(diào)制電路是二階脈寬調(diào)制電路。
18. 如權(quán)利要求17所述的設(shè)備，其中所述二階脈寬調(diào)制電路包括： 與第一組合信號相耦合的第一積分器，所述第一組合信號是與所述脈寬調(diào)制信號相對 應(yīng)的第一信號以及與所述輸入信號相對應(yīng)的第二信號的組合，所述第一積分器被配置成積 分所述第一組合信號，并且提供與所述脈寬調(diào)制信號和所述輸入信號間的誤差相對應(yīng)的第 一積分信號； 與第二組合信號相耦合的第二積分器，所述第二組合信號是與調(diào)制信號相對應(yīng)的第三 信號、與所述第一積分信號相對應(yīng)的第四信號以及與所述PWM信號相對應(yīng)的第五信號的組 合，所述第二積分器被配置成積分所述第二組合信號，以及提供所述第二積分信號；以及 比較器，其具有被耦合成接收所述第二積分信號的負(fù)輸入以及被耦合至接地的正輸 入，所述比較器被配置成提供所述脈寬調(diào)制信號。
19. 如權(quán)利要求14所述的設(shè)備，其中所述通信信道是電容性隔離信道。
20. 如權(quán)利要求14所述的設(shè)備，還包括： 邊緣解調(diào)電路，被耦合成接收所述邊緣調(diào)制PWM信號以及基于所述第一脈沖和所述第 二脈沖來重新創(chuàng)建PWM信號。
21. 如權(quán)利要求15所述的設(shè)備，還包括： 邊緣解調(diào)電路，被耦合成接收所述邊緣調(diào)制PWM信號，并且基于所述第一脈沖和所述 第二脈沖來重新創(chuàng)建PWM信號；以及 PWM解調(diào)器電路，用于解調(diào)所述重新創(chuàng)建的脈寬調(diào)制信號，以及提供與所述輸入信號相 對應(yīng)的輸出信號。
22. 如權(quán)利要求20所述的設(shè)備，其中所述邊緣解調(diào)電路被配置成依照特定脈沖具有第 一寬度還是第二寬度來確定該脈沖是與所述脈寬調(diào)制信號的上升沿還是下降沿相對應(yīng)。
23. 如權(quán)利要求22所述的設(shè)備，其中所述邊緣解調(diào)電路包括觸發(fā)器，并且所述邊緣解 調(diào)電路被配置成響應(yīng)于所述特定脈沖具有第一寬度而將該觸發(fā)器置位，以及被配置成在所 述特定脈沖具有第二寬度的情況下將所述觸發(fā)器復(fù)位。
24. 如權(quán)利要求15所述的設(shè)備，還包括：被耦合成提供所述輸入信號的低噪聲放大器。
25. -種設(shè)備，包括： 邊緣調(diào)制電路，其被耦合成接收脈寬調(diào)制信號，并且對接收到的脈寬調(diào)制信號的上升 沿做出響應(yīng)，產(chǎn)生相應(yīng)的具有第一脈寬的第一脈沖，以及對接收到的脈寬調(diào)制PWM信號的 下降沿做出響應(yīng)，產(chǎn)生相應(yīng)的具有第二脈寬的第二脈沖，由此，所述邊緣調(diào)制電路產(chǎn)生具有 第一邊緣和第二邊緣的邊緣調(diào)制信號， 電容性隔離信道，其被耦合成接收邊緣調(diào)制信號；以及 邊緣解調(diào)電路，其與所述電容性隔離信道耦合以接收所述邊緣調(diào)制信號，并且基于所 述第一脈沖和所述第二脈沖來重新創(chuàng)建脈寬調(diào)制信號。
【文檔編號】H03K7/08GK104426506SQ201410432101
【公開日】2015年3月18日 申請日期:2014年8月28日 優(yōu)先權(quán)日:2013年8月30日
【發(fā)明者】杰弗里·L·商塔格, 道格拉斯·R·弗雷, 邁克爾·J·米爾斯, 安德拉斯·文斯·霍瓦特, 阿納贊·那哥·奈姆曼尼 申請人:硅谷實驗室公司