[發明專利]一種占空比檢測系統

有效

• 申請號: 201911085166.7
• 申請日: 2019-11-08
• 公開（公告）號: CN112782487B
• 公開（公告）日: 2023-05-12
• 發明（設計）人: 余莉;孔祥苓;高巖;梁屹;李超;王志高;俞波;馮涌泉
• 申請（專利權）人: 航天科工慣性技術有限公司;中國石油天然氣集團有限公司;中國石油集團川慶鉆探工程有限公司
• 主分類號: G01R29/02
• 分類號: G01R29/02
• 代理公司: 成都天嘉專利事務所(普通合伙) 51211
• 代理人: 冉鵬程

本方案提供了一種占空比檢測系統，其特征在于，該系統包括：寬壓抗干擾整形單元，用于對寬壓疊噪的PWM信號進行整形處理，獲得數字電平PWM信號；占空比檢測單元，采用移相脈沖計數法獲得數字電平PWM信號的脈沖寬度和周期，并基于所述脈沖寬度和周期，確定占空比。本方案不受信號電壓范圍限制，抗干擾能力強；寬壓抗干擾整形單元能夠寬范圍、有效的變電壓，并且過濾疊加噪聲信號對原信號的影響；占空比檢測單元采用的移相脈沖技術法并在硬件技術基礎上能夠有效提高脈沖寬度的檢測精度；本方案在工程應用上推廣面寬，硬件成本低，高效實用。

技術領域

本方案實施例涉及信號處理技術領域，具體涉及一種適用于寬壓疊噪PWM信號的占空比檢測系統。

背景技術

在實際應用中,存在很多脈沖調寬式電機(以下簡稱電機),例如脈沖調寬式舵機等，它們的驅動控制信號是一串占空比變化的脈沖波形，即PWM信號。驅動控制器通過調節驅動控制信號的占空比，能夠使這些電機獲得相應的位置、速度、角度等信息；同時，電機向驅動控制器輸出模擬反饋信號，與其形成閉環回路。

電機與其驅動控制器密不可分，很多時候為了節約資源，一臺驅動控制器往往設計為多通道多功能，以便驅動控制多臺電機同時動作。驅動控制器的可靠性對于電機起著至關重要的作用，需要嚴格測量其電性能參數，最直接的解決方案就是連接一臺或是多臺相應的被控電機并輔以功率較大的供電電源進行測量。這里提到的功率較大的供電電源主要是為被控電機供電，工業或國防中應用的電機通常情況下功率由幾十瓦到上千瓦不等。

現實中，如果為批量生產的驅動控制器同時配置相應的電機和功率電源的方法耗費成本過高，占用空間巨大。實際上，驅動控制器與電機的接口就是電氣接口，只要找到電機反饋信號與驅動控制信號的關系就能設計出電機模擬器，替代真實的電機配合驅動控制器的測量。電機模擬器最終就變成了一塊電路，體積小，重量輕，即可以解決空間放置問題，也可以大幅降低成本，縮短研制周期。并且多通道的電機模擬器能夠在短時間內，實現驅動控制器電性能批量測試的目的。

不論電機反饋信號與驅動控制信號之間存在怎樣的關系，提取驅動控制信號中的占空比參數信息都是前提。由于電機的種類型號千差萬別，其驅動控制信號的電壓要求亦大相同，而且有時候受使用環境因素的影響，驅動控制信號從驅動控制器輸出再到電機時會疊加很多干擾噪聲，這種寬壓疊噪的PWM信號在測量占空比參數時利用傳統的調理電路+A/D采樣檢測的方法處理過程繁瑣，精度低，并且只要輸入電壓的電平變化，調理電路的硬件參數必須要相應的調整，現有設計方案沒有辦法適應所有寬壓疊噪PWM信號的占空比檢測。

發明內容

有鑒于此，本發明實施提供一種適用于寬壓疊噪PWM信號的占空比檢測系統。

為解決上述問題，根據本方案實施例提供了一種占空比檢測系統，該系統包括：

寬壓抗干擾整形單元，用于對寬壓疊噪的PWM信號進行整形處理，獲得數字電平PWM信號；

占空比檢測單元，采用移相脈沖計數法獲得數字電平PWM信號的脈沖寬度和周期，并基于所述脈沖寬度和周期，確定占空比。

在一種優選地實施例中，所述寬壓抗干擾整形單元包括：依次連接的分/穩壓選擇電路、反相滯回比較器電路和反邏輯隔離數字電平變換電路；

所述寬壓疊噪的PWM信號依次經由分/穩壓選擇電路、反相滯回比較器電路和反邏輯隔離數字電平變換電路處理，獲得數字電平PWM信號。

在一種優選地實施例中，所述分/穩壓選擇電路包括：第一信號輸入端；

第一信號輸出端；

連接在第一信號輸入端和第二信號輸出端之間的第一模擬開關組；所述第一模擬開關組中的每個模擬開關，分別通過一個外圍電阻與第一信號輸入端連接；