唐·兰开斯特的魔法正弦波

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几年来，唐·兰开斯特一直在推广魔术正弦波。它们是二进制数字字符串（例如，整个正弦周期为420位），当用于驱动数字开关（MOSFET / IGBP）时，会产生非常干净的正弦波（仅保留非常高的谐波）。有关更多详细信息，请阅读链接的文章或他就此事撰写的任何其他文章。

有人真的用过这些东西吗？这个想法似乎很有用，但是我找不到关于这些的任何信息（这些信息并非来自兰开斯特本人）。

power mosfet ups

— 杰普
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我认为它们采用理想的开关（对于几个kHz的MOSFET和IGBT来说都是正确的）。注意，这与谐振转换器无关。

— jpc 2011年

对我来说听起来像是个骗局。我从不相信那些会自行出版并为作者工作提供大量广告的技术论文。可能效果很好，但没有理由让任何信号处理人员都无法自行解决。

— Kellenjb 2011年

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@Kellenjb，唐·兰开斯特（Don Lancaster）有着悠久的历史，曾是一位知名且受人尊敬的EE，设计师和技术作家（1969年至1996年，死树书和杂志专栏）。受雇于或承包商于：Apple，HP，Motorola，Adobe，Western Digital等。他可能很奇怪，但他很聪明。

— mctylr 2011年

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顺便看看仍然没有真正的答案，这个传奇继续！

— boomhauer 2012年

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现在，2016年！..

— boomhauer

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我认为Magic Sinewaves本质上与“选择性谐波消除”相同，后者是电力电子学中一种众所周知的方法。

本文对理论进行了描述，并给出了一些实验结果。

— 亚历杭德罗
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在音频世界中，我们称之为“噪声整形”。

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从我可以确定的角度来看，亚历杭德罗确实很棒。我仍然很好奇这些想法的实施频率如何，有什么想法吗？

— boomhauer

2019 ...仍然奇怪的是这里的信息很少。

— 19

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是的，这可以工作。他以比要求的频率高得多的频率进行切换，然后他慢慢将0s变为1s的时间百分比进行了更改。这意味着信号的平均值将缓慢上移。通过使他的速率与正弦波的速率变化相匹配，他可以很好地做到这一点。

问题可能是低通滤波器，虽然它的非理想元件会允许产生奇次谐波，但是省电的LC滤波器可能会通过对所需频率进行带通来解决问题。

使用DAC和D型放大器很容易做到这一点，他只是消除了对DAC的需求，从而节省了成本。

— 科尔图克
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我没有看到理论上的任何错误，但是我真的很好奇它是否可以在实践中起作用。尤其是自从Don首次撰写此书已经有好几年了，至今仍然没有人使用它。

— jpc 2011年

@jpc，我真的可以看到通过LC低通运行更高频率的问题。我现在也要构建它。

— Kortuk 2011年

实际上，您错了-他的开关频率低于通常用于普通PWM输出的频率，但使用高频率时钟非常精确地对状态的沿进行计时，以便对长度进行微调每个脉冲可以消除谐波。

— boomhauer 2011年

这听起来很像Tripath D类设计（他们称为T类），在这种设计中，它们会改变频率和开/关状态。他们声称它会产生更清晰的信号。

— Noel Grandin

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我无法加载链接的PDF，但是根据您的描述，这听起来像是D类放大器的特定实例。

— 本·杰克逊
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关于PDF：他正在编写自己的PostScript代码来布置文章，然后将它们转换为PDF，所以这可能会触发读者的错误。

— jpc 2011年

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问题是“有人真的将这些东西用于任何用途吗？” 我指的是数字脉冲序列驱动驱动开关以产生模拟输出。答案是肯定的：D类放大器广泛用于音频放大器。

— 本杰克逊

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@jpc，我将在这里支持@BenJackson。D类放大器是节电的新潮流，许多手机都开始使用它们。开关稳压器几乎就像D类稳压器，只是它具有设定的目标电压而不是缓慢变化的目标电压。

— Kortuk 2011年

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@Kortuk我觉得在同一句话中使用“ build”和“ matlab”确实很有趣。:)

— jpc

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@Ben我不相信$ \ Delta \ Sigma $调制器会针对开关计数进行优化（实际上，我认为恰恰相反）。

— jpc 2011年

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我在杂志等杂志上读过Don的文章已有20多年了，他总是有很好的信息，而且似乎知道他在说什么。但是，多年来，我已经与他多次就Magic Sinewaves保持联系，并且似乎从未从他那里得到过直接的答案，例如是否有人在使用它们，任何实际的实现方式，效率数字等。研究也没有发现真正的实现。

尽我所知，它们对于固定频率输出或通过一定范围的固定输出频率应该能很好地工作，但是我不确定它们对于复杂的输出（例如与D类放大器状态的比较）是否能很好地工作。

因此，我认为诸如无刷电机控制之类的东西可能会从中受益，因为与普通PWM输出之类的东西相比，您可以减少所需的开关“事件”数量。这是以需要非常精确的切换定时为代价的。

如果它们能将电动机驱动系统的效率提高5％，那么我认为它们对于提高电动汽车驱动系统或其他使用电池电源的类似自动驾驶系统的效率是值得的。很难在纸面上确定收益是否会超过实施的额外费用。

— 布姆豪尔
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这是我第一次听到“ Magic Sinewaves”一词，尽管多年来我一直在做类似的事情。我要做的是在FPGA中实现“一阶Delta-Sigma DAC”。馈入一个简单的RC滤波器，输出为0至3.3v之间的基本电压。生成正弦波数据并将其馈送到DAC中很简单（我也做过）。在某些事情上，它不会比PWM更有效率，因为开关频率确实很高，并且开关损耗会令人讨厌-但对于其他应用来说，它的确很好。

@David，我没有发明它们，也没有问原始问题，只是尝试添加我的输入。通过原始问题中的链接查看唐·兰开斯特的原始作品。

— boomhauer 2011年