基于MASH結構的多級電源調制器設計

　　2階MASH調制器有四種輸出：2、1、0、-1，正好可用作四級開(kāi)關(guān)電源的控制，如圖4所示。MASH調制器輸出2時(shí)，電壓最高的電源打開(kāi)，其余三個(gè)電源關(guān)斷;輸出-1時(shí)，打開(kāi)電壓最低的電源，其余關(guān)斷;輸出1或0時(shí)，同理。

　　假設這四級開(kāi)關(guān)電源的電壓從低到高依次為，由于MASH2調制器的輸入在0～1之間，因此電源調制器的輸出在之間，為了擴大電源的輸出范圍，需要MASH1和MASH2相結合。當輸出電壓在之間，使用MASH1;電壓在之間，使用MASH2;電壓在之間，使用MASH1。這種一階和二階MASH相結合的方式同時(shí)兼顧了輸出電壓范圍和紋波大小。包絡(luò )的采樣值可分為整數和小數部分，假設采樣ADC為10bit，高2bit為整數部分，有00、01、10三種取值，低8bit作為小數部分輸入到MASH調制器，輸入包絡(luò )與輸出電壓之間的關(guān)系見(jiàn)表1所示。

　　由此，可計算得到電源調制器輸出電壓為：

　　其中第一項為對輸入信號包絡(luò )的跟蹤輸出電壓，第二項即為電源的紋波，由于量化噪聲被系數整型，因此紋波的能量都集中在高頻。

　　MASH調制器的FPGA實(shí)現

　　如圖5所示的一個(gè)累加器，傳輸函數為：

　　因此一個(gè)累加器即可實(shí)現一階Sigma-Delta調制器結構，加法器的進(jìn)位輸出即為1bit量化輸出，而加法器的和是量化誤差的相反數。

　　前文所描述的MASH1和MASH2相結合的控制電路如圖6所示。 為2bit整數部分，用以選擇MASH1或MASH2的譯碼輸出。 為8bit小數部分，范圍在0～1之間，作為MASH調制器的輸入。該電路在Xilinx的Spartan 3E平臺上實(shí)現。