CN119496472A 使用d类放大器提供模拟输出信号的系统和方法 （玛克西姆综合产品公司）

使用D类放大器提供模拟输出信号的系统和本公开涉及使用D类放大器提供模拟输出信一内部信号以产生数字第一输出信号，(b)对所述数字第一输出信号进行滤波以产生模拟第一输出信号，(c)将所述模拟第一输出信号提供到第一负载，(d)对所述模拟第一输出信号进行感测以产生模拟第一反馈信号，(e)将所述模拟第一反馈信号转换成数字第一反馈信号，以及(f)通过至少部分地基于所述数字第一反馈信号来产生所述数字第一内部信号而针对所述第一负2使用第一D类放大器来放大数字第一内部信号以产生数字对所述数字第一输出信号进行滤波以产生模拟第一对所述模拟第一输出信号进行感测以产生模拟第一通过至少部分地基于所述数字第一反馈信号来产生所述数字第一内部信号而针对所2.根据权利要求1所述的方法，其中对所述模拟第一输出信号进行感测包括以下中的3.根据权利要求1所述的方法，其中所述第一负载的阻抗可以独立于所述模拟第一输4.根据权利要求1所述的方法，其中所述模拟第一输出信号是电流信号和电压信号中5.根据权利要求1所述的方法，其中至少部分地基于所述数字第一反馈信号来产生所6.根据权利要求1所述的方法，其中至少部分地基于所述数字第一反馈信号来产生所使用第一模数转换器(ADC)来将所述模拟第一反馈信号转换成所述数字第一反馈信在所述第一ADC的输入之前，对所述模拟第一反馈信号与模拟第二反馈信号进行多路8.根据权利要求7所述的方法，其中对所述模拟第一反馈信号与所述模拟第二反馈信使用第二D类放大器来放大数字第二内部信号以产生数字对所述数字第二输出信号进行滤波以产生模拟第二对所述模拟第二输出信号进行感测以产生所述模拟第二来产生所述数字第二内部信号而针对所述第二负载的阻抗对所述第二D类放大器进行配3处理系统，所述处理系统被配置成至少部分地根据(a)提供到所述处理系统的编程指第一D类放大器，所述第一D类放大器被配置成放大所述数字第一滤波器，所述第一滤波器被配置成对所述数字第一第一感测电路系统，所述第一感测电路系统被配置成对所第一模数转换器(ADC)，所述第一模数转换器(ADC)被配置成13.根据权利要求12所述的可编程控制器，其中所述处理系统被配置成至少部分地根14.根据权利要求12所述的可编程控制器，其中所述第一滤波器包括电感一电容滤波15.根据权利要求12所述的可编程控制器，其中所述处理系统还被配置成至少部分地根据由所述可编程控制器接收的一个或多个输入信号来产生所述数字第成在所述第一ADC的输入之前对所述模拟第一反馈信号与模拟第二反馈信号进行多路复所述处理系统还被配置成至少部分地根据(a)提供到所述处理系统的编程指令和(b)第二D类放大器，所述第二D类放大器被配置成放大所述数字第二滤波器，所述第二滤波器被配置成对所述数字第二第二感测电路系统，所述第二感测电路系统被配置成对所处理系统，所述处理系统被配置成至少部分地根据(a)提供到所述处理系统的编程指第一D类放大器，所述第一D类放大器被配置成放大所述数字4第一滤波器，所述第一滤波器被配置成对所述数字第一第一感测电路系统，所述第一感测电路系统被配置成对所第一模数转换器(ADC)，所述第一模数转换器(ADC)被配置成5以及(vi)通过至少部分地基于数字第一反馈信号来产生数字第一内部信号而针对第一负分地根据(a)提供到处理系统的编程指令和(b)数字第一反馈信号来产生数字第一内部信转换器(ADC)被配置成将模拟第一反馈信号转换成数字第一[0004]在实施例中，一种电气环境包括可编程控制器和第(i)处理系统，该处理系统被配置成至少部分地根据(a配置成对数字第一输出信号进行滤波以产生模拟第一输出信号；(iv)第一感测电路系统，及(v)第一模数转换器(ADC)，该第一模数转换器(ADC)被配置成将模拟第一反馈信号转换[0007]图3是示出图2电气环境的实施例的操作的一个示例中的数字输出信号的电压的[0008]图4是示出图2电气环境的实施例的操作的一个示例中的数字输出信号的电流的6[0014]图10是电气环境的框图，该电气环境包括被配置成支持多个通道的图8可编程控字控制系统(DCS)的可编程控制器)产生的模拟信号可能需要驱动具有宽范围的可能阻抗器102内的放大器来产生量值高达20毫安(mA)的模拟输出电流信号Io，该放大器包括在其热量从可编程控制器102传出的机柜内的应用中。在其中不期望强制空气冷却的可编程控助缓解上述问题。新的系统和方法的特定实施例通过至少部分地基于负载两端的电压和/7[0020]图2是电气环境200的框图，该电气环境包括使用D类放大器来提供模拟输出信号载212电耦合在模拟输出节点218和参考节点220之间，其中参考节点220被描绘为接地节参考节点220因此可以处于与大地接地或底盘接地不同的电势。D类放大器202至少部分地第一电源轨条222和第二电源轨条224共同形成[0021]逻辑和接口电路系统206(以下简称为电路系统206)被配置成在内部节点214上产生数字内部信号Dint。电路系统206可选地被配置成至少部分地基于到电路系统206的一个或多个输入信号226来产生数字内部信号Dint。D类放大器202被配置成放大数字内部信号点216从D类放大器202流出到滤波器204的电流Ido和(b)数字输出节点216上相对于参考节源轨条224共同形成相对于参考节点220具有相应电压V222和电压V224的分离电源的实施例类放大器202的每个开关循环的75电压Vdo处于电压V222，并且对于D类放大器202的每个作的一个示例。电流Ido在最大值402和最[0025]图5是D类放大器500的示意图，该D类放大器是图2的D类放大器202的一个可能的8第二电源轨条224之间。第一开关装置504和第二开关装置506中的每一者包括例如一个或产生的第一控制信号φ1控制，并且第二开关装置506由调制器502所产生的第二控制信号装置506分别响应于控制信号φ1和控制信号Ao理想地等于数字输出信号Do的平均值，但是模拟信号Ao将不会精确地等于数字输出信号Do的平均值，因为滤波器204的实际实施无法从模拟输出信号Ao中完全去除D类放大器[0027]再次参考图2，滤波器204经由模拟输出节点218向负载212提供模拟输出信号Ao，[0028]感测电路系统208被配置成对模拟输出信号Ao进行感测以产生模拟反馈信号Afb。模拟反馈信号Afb表示例如电压Vao和电流Iao中的一者或多者。图2中未示出感测电路系统关，用于使感测电路系统208能够响应于由电路系统206产生的控制信号c而选择性地对电9字反馈信号Dfb被提供到电路系统206。电路系统206被配置成通过基于数字反馈信号Dfb以及基于一个或多个输入信号226来产生数字内部信号Dint而针对负载212的阻抗对D类放大说，电气环境200不仅放大内部数字信号D206的特定实施例被配置成以将误差信号ERR最小化的方式基于输入信号226中的一者或多者来产生数字内部信号Dint，从而在负载212的阻抗值的范围内实现电流Iao或电压Vao的所中的一者或多者(诸如响应于负载212的阻抗的改变[0032]例如，假设(a)电路系统206根据输入信号226确定电流Iao的量值应是20mA一示例，如果负载212具有750欧姆的阻抗，则电路系统206将根据需要产生数字内部信号Dint，使得电压Vod的平均值为15伏，这将导致在750欧姆负载的情况下电流Iao的量值为[0033]作为另一示例，假设(a)电路系统206根据输入信号226确定电压Vao的量值应是5器202部署在电气环境200中之前负载212的阻抗未知的实施例中，D类放大器202驱动具有宽的可能阻抗范围的负载的这种能力可能特别有利。[0035]使用D类放大器来提供模拟输出信号的新的系统和方法的一个可能的应用是可编被配置成至少部分地根据编程指令816并且可选地进一步根据数字输入信号Dinp来产生控[0038]可编程控制器802可以是例如可编程逻辑控制器、可编程自动化控制器或数字控可编程控制器802作为可编程逻辑控制器进行操作的指令，(b)使可编程控制器802作为可[0040]图9是使用D类放大器来产生模拟输出信号的方法900的流程图，这是可编程控制处理系统806执行由编程指令816定义的算法，其中该算法产生随数字输入信号Dinp而变化始值设定成随数字参考值Dref而变化。在框906的一个示例中，处理系统806执行编程指令过执行以上等式2的变体，其中误差信号ERR表示数字反馈信号Dfb和数字参考值Dref之间的如果判定框914的结果为是，方法900返回到框902以获得一个或多个新的数字输入信号任何此类物项(例如，负载212)。可编程控制器1例，还包括N个输出模块1004和多路复用器1007。每个输出模块1004至少包括D类放大器[0045]可编程控制器1002另外包括处理系统1006和编程指令1016来分别代替处理系统根据编程指令1016并且可选地进一步根据数字输入信号Dinp来产生每个数字内部信号模块1004提供相应的控制c，诸如以控制由输出模块产生的相应模拟反馈信号Afb是表示电[0046]多路复用器1007被配置成在ADC210的输入1008之前对模拟反馈信馈信号Afb在与每个其他反馈信号Afb不同的相应时间周期性地以通信方式耦合到ADC210。反馈信号Afb转换成相应的数字反馈信号Dfb，并且每个数字反馈信号Dfb以通信方式耦合到第一内部信号以产生数字第一输出信号；(2)对数字第一输出信号进行滤波以产生模拟第过至少部分地基于数字第一反馈信号来产生数字第一内部信号而针对第一负载的阻抗对模拟第一反馈信号与模拟第二反馈信号进行多路复大器来放大数字第二内部信号以产生数字第二输出信号；(2)对数字第二输出信号进行滤产生数字第二内部信号而针对第二负载的阻抗对第二D类(a)提供到处理系统的编程指令和(b)数字第一反馈信号来产生数字第一一D类放大器，该第一D类放大器被配置成放大数字第一内部信号以产生数字第一输出信器可以选自由可编程逻辑控制器(PLC)、可编程自动化控制器(PAC)、以及数字控制系统[0069](B5)表示为(B1)到(B4)的可编程控制器中的任一可编程控制器还可以包括编程以进一步被配置成至少部分地根据由可编程控制器接收的一个或多个输入信号来产生数[0071](B7)表示为(B1)到(B6)的可编程控制器中的任一可编程控制器还可以包括多路复用器，该多路复用器被配置成在第一ADC的输入之前对模拟第一反馈信号与模拟第二反[0072](B8)在表示为(B7)的可编程控制器中，(1)处理系统可以进一步被配置成至少部分地根据(a)提供到处理系统的编程指令和(b)数字第二反馈信号来产生数字第二内部信二感测电路系统被配置成对模拟第二输出信号进行感测以产生模拟[0073](B9)在表示为(B8)的可编程控制器中，第一ADC可以进一步被配置成将模拟第二[0074](C1)一种电气环境包括可编程控制器和第一负载。可编程控制器包括(i)处理系电路被配置成对模拟第一输出信号进行感测以产生模拟第一反馈信号