[發明專利]一種受PWM波驅動負載的反饋信號高速采樣保持電路

在審

• 申請號: 202010975358.1
• 申請日: 2020-09-16
• 公開（公告）號: CN112104368A
• 公開（公告）日: 2020-12-18
• 發明（設計）人: 梁偉
• 申請（專利權）人: 紹興文理學院
• 主分類號: H03M1/12
• 分類號: H03M1/12
• 代理公司: 紹興普華聯合專利代理事務所(普通合伙) 33274
• 代理人: 丁建清

一種受PWM波驅動負載的反饋信號高速采樣保持電路，屬于信號采樣電路技術領域。本發明包括控制時序模塊和積分采樣器，控制時序模塊同步PWM信號并循環輸出，控制時序模塊通過控制積分采樣器在大于等于3個PWM信號的周期內對反饋信號進行積分、保持、清零，獲得反饋信號的平均值，控制積分采樣器提供至少一個PWM信號周期的時間用于A/D采樣、至少一個PWM信號周期的時間用于調節輸出。本發明基于基本數字邏輯電路和模擬電路組合設計，能實現在最少三個PWM信號周期內，用一個PWM信號周期來獲得準確的反饋信號平均值，同時給系統提供至少一個PWM信號周期的時間用于A/D采樣、至少一個PWM信號周期的時間用于調節輸出。

技術領域

本發明屬于信號采樣電路技術領域，具體是涉及一種受PWM波驅動負載的反饋信號高速采樣保持電路。

背景技術

以PWM波作為驅動信號的對象很多，例如電機控制、DC/AC變換、DC/DC變換及壓電驅動等場合。為了對控制對象進行閉環控制，都必須實時檢測被控對象的工作電流或電壓反饋信號，工作對象實際上的反饋信號大多都是以驅動信號PWM的基波為基礎，疊加了大量高次諧波的一個復雜的組合信號。對工作對象反饋信號的檢測通常使用兩種方法：其一，精密整流濾波；其二，微處理器高速A/D采樣，以獲取反饋信號在一個或者多個周期中的平均值。

使用精密整流濾波方法對以PWM波作為驅動信號的對象反饋信號進行處理，特點是輸出為直流信號，缺點十分明顯，就是想要獲得穩定的直流信號需要比較長的濾波滯后時間，對于要求對象高速反應的場合，無法使用此方案。微處理器高速A/D采樣進行對象反饋信號處理，在能夠提供足夠高的采樣速度情況下，能夠在一個或者多個PWM信號周期內獲得反饋信號的平均值，但是當PWM的頻率比較高并且受控對象反饋信號的高頻分量比較復雜的時候，對微處理器高速A/D采樣的速度與處理速度要求也高，以至于需要采用DSP、FPGA和高速獨立A/D的高成本方案才能解決問題。

因此需要提出一種新的方案來解決這個問題。

發明內容

本發明主要是解決上述現有技術所存在的技術問題，提供一種受PWM波驅動負載的反饋信號高速采樣保持電路。

本發明的上述技術問題主要是通過下述技術方案得以解決的：一種受PWM波驅動負載的反饋信號高速采樣保持電路，包括控制時序模塊和積分采樣器，所述控制時序模塊和積分采樣器相連，所述控制時序模塊同步PWM信號并循環輸出，所述控制時序模塊通過控制積分采樣器在大于等于3個PWM信號的周期內對反饋信號進行積分、保持、清零，從而獲得反饋信號的平均值，所述控制時序模塊控制積分采樣器提供至少一個PWM信號周期的時間用于反饋信號積分、至少一個PWM信號周期的時間保持采樣結果和用于A/D采樣、至少一個PWM信號周期的時間用于積分采樣器清零和調節輸出。

作為優選，所述積分采樣器進入保持狀態時，所述控制時序模塊同步觸發進行A/D采樣；所述積分采樣器進入清零狀態時，所述控制時序模塊調節計算并更新控制輸出。

作為優選，所述控制時序模塊包括十進制計數器和雙四輸入端或門芯片，所述十進制計數器將其中一個輸出端反饋到復位端形成三進制計數器，所述十進制計數器剩余輸出端做循環輸出，并與雙四輸入端或門芯片相應的輸入端相連。

作為優選，所述積分采樣器包括采樣電路和整流電路，所述采樣電路分別與整流電路和控制時序模塊相連，所述采樣電路對整流電路的輸出信號進行積分、保持和清零。