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，正好可用作四級開關電源的控制，如圖4所示。MASH調制器輸出2時，電壓最高的電源打開，其余三個電源關斷;輸出-1時，打開電壓最低的電源，其余關斷;輸出1或0時，同理。

　　假設這四級開關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相結合的方式同時兼顧了輸出電壓范圍和紋波大小。包絡的采樣值可分為整數(shù)和小數(shù)部分，假設采樣ADC為10bit，高2bit為整數(shù)部分，有00、01、10三種取值，低8bit作為小數(shù)部分輸入到MASH調制器，輸入包絡與輸出電壓之間的關系見表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(shù)整型，因此紋波的能量都集中在高頻。

　　MASH調制器的FPGA實現(xiàn)

　　如圖5所示的一個累加器，傳輸函數(shù)為：

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

　　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(shù)部分，用以選擇MASH1或MASH2的譯碼輸出。 為8bit小數(shù)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平臺上實現(xiàn)。