[发明专利]正弦脉宽调制归一化地址发生器

说明书

技术领域

本发明涉及一种正弦脉宽调制归一化地址发生器。

背景技术

PWM (Pulse Width Modulation)调制技术源于通讯调制，基于调制波与载波的比较。所谓PWM脉宽调制技术是用一种参考波（通常是正弦波，有时也采用梯形波或注入零序谐波的正弦波或方波等）为调制波（Modulating Wave)，而以N倍于调制波频率的三角波（有时也用锯齿波）为载波（Carrier Wave）进行波形比较，在调制波大于载波的部分产生一组幅值相等，而宽度正比于调制波的矩形脉冲序列用来等效调制波，用开关量取代模拟量，并通过对逆变电源开关管的通/断控制，把直流电变成交流电。当调制波为正弦波时，输出矩形脉冲序列的脉冲宽度按正弦规律变化，这种调制技术通常又称为SPWM（Sinusoidal Pulse Width Modulation，正弦脉宽调制)技术。

基于SPWM源于正弦调制波与三角载波的比较，现有技术中，就二者之间的比较过程，多数采用方法为，在具体所需调制波或载波周期下，通过对正弦调制波与三角载波当前计数器值进行比较，以输出所需要的SPWM波，但是这些方法通常不够灵活。

本发明立足归一化原理，从正弦调制波与三角载波数值相对交点出发，设计了一个正弦脉宽调制归一化地址发生器。

发明内容

本发明的目的在于针对已有技术存在的缺陷和不足，提供一种正弦脉宽调制归一化地址发生器，可以在SPWM调制时把正弦调制波与三角载波的交点相对位置与地址计数器对应起来，实现地址计数器的归一化输出，即输出的是归一化地址；这样针对任意具体周期的SPWM波，只需使用脉冲计数器与这款正弦脉宽调制归一化地址发生器输出的归一化地址具体解析值进行比较便可以实现SPWM波的输出。

为达到上述目的，本发明的构思是：

数字系统中，以数字量来描述模拟量。在描述一个模拟量时，所用的数字量位数越多精度越高，但由于硬件资源的局限不可能无限制的扩大数字量位数。在设计SPWM数字系统时，正弦调制波与三角载波的比较运算其实是用一系列阶梯波来代替。这就会引发一系列问题，首先，当数字量位不够多时，正弦调制波与三角载波的交点就会出现遗漏，进而不能产生正确的SPWM，如果用于实际操作时可能会引发灾难性后果；再者，在用数字量模拟正弦调制波与三角载波时，还可能会在真实交点之后出现虚假的交点，这同样会引起不可估计的后果。通过计算，在SPWM调制中，取正弦载波调制度为1，正弦波与三角波的载波比为31的情况下，正弦调制波与三角载波二者所有交点中相距最近的两个点的横坐标值占整个正弦调制波周期的万分之三左右，当取一个正弦波周期内其横坐标（即地址计数器）为13位其精度可达到万分之一点三，这样就便可以在原理上可以使正弦调制波与三角载波的交点不出现遗漏，至于具体实现时还需要做相应的处理；对于正弦调制波与三角载波出现的虚假交点，由于此时不可能会连续出现真实的交点，因此在具体设计时将此虚假的连续交点予以取消。

根据上述发明构思，本发明采用下述技术方案：

一种正弦脉宽调制归一化地址发生器，包括输入输出I/O端口、分频地址计数器模块Carrier_N、正弦调制波与三角载波数据存储单元、调制比移位加法器模块Modulation_M和正弦调制波与三角载波归一化地址输出器模块Normalization_add，其特征在于，所述各模块通过局部总线相互连接。