[發(fā)明專利]一種數(shù)字脈沖寬度調(diào)制器

有效

• 申請?zhí)枺?/td>: 201710304981.2
• 申請日: 2017-05-03
• 公開（公告）號: CN107222189B
• 公開（公告）日: 2020-10-23
• 發(fā)明（設(shè)計）人: 張錦濤;邱昕;慕福奇;冷永清;郭瑞;趙瀟騰
• 申請（專利權(quán)）人: 中科眾志信通（大連）科技有限公司
• 主分類號: H03K7/08
• 分類號: H03K7/08
• 代理公司: 北京華沛德權(quán)律師事務(wù)所 11302
• 代理人: 房德權(quán)

1.一種數(shù)字脈沖寬度調(diào)制器，其特征在于，包括：差分時鐘選擇模塊、粗調(diào)模塊、細(xì)調(diào)模塊和PWM信號產(chǎn)生模塊；其中，差分時鐘選擇模塊根據(jù)輸入時鐘信號頻率確定脈寬粗調(diào)與細(xì)調(diào)的分解位m，并根據(jù)分解位m分別為粗調(diào)模塊和細(xì)調(diào)模塊提供工作時鐘；粗調(diào)模塊根據(jù)所述差分時鐘選擇模塊確定的分解位m，采用同步計數(shù)器生成PWM起始控制信號，并判斷何時輸出PWM粗調(diào)控制信號；細(xì)調(diào)模塊接收所述粗調(diào)模塊輸出的PWM粗調(diào)控制信號，根據(jù)所述差分時鐘選擇模塊確定的分解位m，采用紋波計數(shù)器生成PWM結(jié)束控制信號，并判斷何時輸出PWM結(jié)束控制信號；PWM信號產(chǎn)生模塊接收所述粗調(diào)模塊輸出的PWM起始控制信號和所述細(xì)調(diào)模塊輸出的PWM結(jié)束控制信號采用RS觸發(fā)器產(chǎn)生并輸出最終的DPWM信號；

所述細(xì)調(diào)模塊包括細(xì)調(diào)系數(shù)確定模塊、時鐘選擇器、紋波計數(shù)器、接收電路和多路輸入單路輸出器(MUX)；其中，細(xì)調(diào)系數(shù)確定模塊接收所述粗調(diào)模塊輸出的PWM粗調(diào)控制信號，根據(jù)所述差分時鐘選擇模塊確定的分解位m，確定細(xì)調(diào)系數(shù)fine_val；紋波計數(shù)器接收所述粗調(diào)模塊輸出的PWM粗調(diào)控制信號后開始工作，并將實時計算數(shù)值rc_val發(fā)送給時鐘選擇器；時鐘選擇器將紋波計數(shù)器的實時計算數(shù)值rc_val與細(xì)調(diào)系數(shù)fine_val比較，當(dāng)兩個數(shù)值相等時，時鐘選擇器控制接收電路輸出rc_rst信號，進(jìn)行復(fù)位操作；多路輸入單路輸出器(MUX)接收多路所述接收電路產(chǎn)生的PWM結(jié)束控制信號，并根據(jù)紋波計數(shù)器的個數(shù)選擇一路輸出到PWM信號產(chǎn)生模塊。

2.如權(quán)利要求1所述的數(shù)字脈沖寬度調(diào)制器，其特征在于，所述差分時鐘選擇模塊包括差分時鐘選擇器和DCM數(shù)字時鐘管理器；其中，差分時鐘選擇器，根據(jù)輸入時鐘信號頻率確定脈寬粗調(diào)與細(xì)調(diào)的分解位m位作為差分時鐘選擇位；DCM數(shù)字時鐘管理器，對經(jīng)所述差分時鐘選擇器的輸入時鐘信號經(jīng)過DCM輸出兩路相位相差180°的差分時鐘信號，實現(xiàn)對輸入時鐘信號的精確延時，分別為所述粗調(diào)模塊和細(xì)調(diào)模塊提供工作時鐘。

3.如權(quán)利要求2所述的數(shù)字脈沖寬度調(diào)制器，其特征在于，所述差分時鐘選擇模塊還包括倍頻器，對輸入時鐘信號倍頻生成基礎(chǔ)時鐘信號；所述DCM數(shù)字時鐘管理器，對所述倍頻器生成的基礎(chǔ)時鐘信號經(jīng)過DCM輸出兩路相位相差180°的差分時鐘信號。

4.如權(quán)利要求1所述的數(shù)字脈沖寬度調(diào)制器，其特征在于，所述粗調(diào)模塊包括粗調(diào)系數(shù)確定模塊、同步計數(shù)器、比較器1和比較器2；其中，粗調(diào)系數(shù)確定模塊根據(jù)所述差分時鐘選擇模塊確定的分解位m，確定粗調(diào)系數(shù)Coarse_val；同步計數(shù)器在所述差分時鐘選擇模塊為粗調(diào)模塊提供的工作時鐘CLK_P下開始計數(shù)并采用預(yù)載計數(shù)器獲得一閥值CNT，計數(shù)值Cnt_val分別發(fā)送給比較器1和比較器2；比較器1將Cnt_val與CNT比較，若Cnt_val等于0則輸出一個CLK_P時鐘寬度的PWM起始控制信號，當(dāng)Cnt_val等于CNT時，輸出Clr信號，讓同步計數(shù)器進(jìn)行歸零；比較器2將計數(shù)值Cnt_val與粗調(diào)系數(shù)Coarse_val比較，當(dāng)Cnt_val等于Coarse_val時輸出PWM粗調(diào)控制信號。

5.如權(quán)利要求4所述的數(shù)字脈沖寬度調(diào)制器，其特征在于，所述預(yù)載計數(shù)器為：

其中DCM輸出時鐘CLK_P頻率記為f_clk，輸出PWM的頻率為f_pwm。

6.如權(quán)利要求1所述的數(shù)字脈沖寬度調(diào)制器，其特征在于，所述紋波計數(shù)器中觸發(fā)器的數(shù)量為：

其中，T_cq為寄存器的傳輸延遲，f_clk為工作時鐘頻率；

所述紋波計數(shù)器間的每個寄存器的輸出都將作為下一個寄存器的輸入。

7.如權(quán)利要求1至6任一所述的數(shù)字脈沖寬度調(diào)制器，其特征在于，所述PWM信號產(chǎn)生模塊接收所述粗調(diào)模塊輸出的PWM起始控制信號到RS觸發(fā)器的S端，接收所述細(xì)調(diào)模塊輸出的PWM結(jié)束控制信號到RS觸發(fā)器的R端。