[發(fā)明專(zhuān)利]歸一化脈寬調(diào)制波形發(fā)生器

有效

• 申請(qǐng)?zhí)枺?/td>: 201310398800.9
• 申請(qǐng)日: 2013-09-05
• 公開(kāi)（公告）號(hào): CN103457583A
• 公開(kāi)（公告）日: 2013-12-18
• 發(fā)明（設(shè)計(jì)）人: 胡越黎;江超;楊鎮(zhèn)遙;曹陽(yáng);鄧曄
• 申請(qǐng)（專(zhuān)利權(quán)）人: 上海大學(xué)
• 主分類(lèi)號(hào): H03K7/08
• 分類(lèi)號(hào): H03K7/08
• 代理公司: 上海上大專(zhuān)利事務(wù)所(普通合伙) 31205
• 代理人: 何文欣

技術(shù)領(lǐng)域

本發(fā)明涉及一種歸一化脈寬調(diào)制波形發(fā)生器。

背景技術(shù)

PWM?(Pulse?Width?Modulation)?脈寬調(diào)制技術(shù)理論基礎(chǔ)為面積等效原理，基于采樣控制理論中重要原理—沖量等效原理：慣性系統(tǒng)被大小波形不同的窄脈沖變量作用的時(shí)候，如果他們的沖量對(duì)時(shí)間的積分相等，即可以認(rèn)為他們的作用效果基本相等，沖量通常指的是窄脈沖的面積，效果基本相同的意思是指輸出響應(yīng)波形基本上是相同的。所以通過(guò)對(duì)一系列脈沖的寬度進(jìn)行調(diào)制，就可以等效地獲得所需要的波形。目前人們研究比較多的是正弦脈寬調(diào)制（SPWM）技術(shù)，即用三角載波與正弦調(diào)制波進(jìn)行比較，產(chǎn)生與正弦波等效的一系列等幅不等寬矩形脈沖波形。

基于PWM調(diào)制技術(shù)源于調(diào)制波與載波的比較，即產(chǎn)生的比較結(jié)果為一系列等幅不等寬的矩形脈沖波形，對(duì)于二者之間的比較已有大量的研究，但是都比較復(fù)雜。

本發(fā)明立足歸一化原理，從調(diào)制波與載波調(diào)制結(jié)果出發(fā)，設(shè)計(jì)了一個(gè)歸一化脈寬調(diào)制波形發(fā)生器。

發(fā)明內(nèi)容

本發(fā)明的目的在于針對(duì)已有技術(shù)存在的缺陷和不足，提供一種歸一化脈寬調(diào)制波形發(fā)生器，本發(fā)明立足PWM調(diào)制波形整體規(guī)律，把一個(gè)PWM周期內(nèi)的各個(gè)不等寬矩形脈沖進(jìn)行歸一化處理，實(shí)現(xiàn)歸一化地址計(jì)數(shù)，即把調(diào)制波與載波的交點(diǎn)相對(duì)位置與地址計(jì)數(shù)器對(duì)應(yīng)起來(lái)，通過(guò)設(shè)計(jì)電路對(duì)歸一化地址進(jìn)行解析，以求出PWM調(diào)制結(jié)果輸出波形中高低脈沖點(diǎn)所對(duì)應(yīng)的脈沖值，這樣只需輸入具體PWM調(diào)制波的周期脈沖值便可實(shí)現(xiàn)包括SPWM在內(nèi)的任意PWM調(diào)制脈沖序列的輸出。

在數(shù)字電路系統(tǒng)設(shè)計(jì)中，所用的數(shù)字量位數(shù)越多，其在描述一個(gè)模擬量時(shí)精度越高，但由于硬件資源的本身局限性不可能無(wú)限制的擴(kuò)大位數(shù)來(lái)提高精度。通過(guò)計(jì)算，本文在設(shè)計(jì)歸一化脈寬調(diào)制波形發(fā)生器時(shí)選擇的歸一化地址計(jì)數(shù)器為13位，這在一般PWM調(diào)制技術(shù)中已足夠勝任其調(diào)制功能。

為達(dá)到上述目的，本發(fā)明采用下述技術(shù)方案：

一種歸一化脈寬調(diào)制波形發(fā)生器，包括輸入輸出I/O、歸一化地址選擇加法器模塊Normalization_Mux_add和歸一化脈寬調(diào)制波形輸出緩存器Normalization_buffer_shift_out，其特征在于：所述各模塊通過(guò)局部總線(xiàn)相互連接。

所述輸入輸出I/O包括系統(tǒng)時(shí)鐘信號(hào)Clk、復(fù)位信號(hào)Rst、使能信號(hào)Ena、歸一化地址Normalization_add[12:0]、歸一化地址計(jì)數(shù)器Nor_counter[5:0]、調(diào)制波周期脈沖值PWM_pulse[15:0]和PWM調(diào)制輸出端口PWM_out[1:0]；所述系統(tǒng)時(shí)鐘信號(hào)Clk、復(fù)位信號(hào)Rst和使能信號(hào)Ena與歸一化地址選擇加法器模塊Normalization_Mux_add和歸一化脈寬調(diào)制波形輸出緩存器Normalization_buffer_shift_out相互連接，提供時(shí)鐘、復(fù)位信號(hào)和使能信號(hào)；所述歸一化地址Normalization_add[12:0]與歸一化地址選擇加法器模塊Normalization_Mux_add相連；所述調(diào)制波周期脈沖值PWM_pulse[15:0]與歸一化地址選擇加法器模塊Normalization_Mux_add和歸一化脈寬調(diào)制波形輸出緩存器Normalization?_buffer_shift_out相連；所述歸一化地址計(jì)數(shù)器Nor_counter[5:0]與歸一化脈寬調(diào)制波形輸出緩存器Normalization_buffer_shift_out相連；所述PWM調(diào)制輸出端口PWM_out[1:0]與歸一化脈寬調(diào)制波形輸出緩存器Normalization_buffer_shift_out相互連接。