[发明专利]产生脉宽调制信号的装置及方法

说明书

技术领域

本发明涉及电路设计领域，尤其涉及一种产生脉宽调制信号的装置及方法。

背景技术

由载波和调制波比较可得到PWM(Pulse Width Modulation，脉宽调制)信号，一般载波是采用锯齿波，调制波是根据实际需要进行设置。在实际应用时，先将锯齿波和调制波通过模数转换成为数字信号，然后比较这两者对应的数字信号来产生PWM信号。图1给出了表示传统的PWM信号产生装置的电路图，如图1所示，PWM信号是由载波和调制波比较得到，载波的产生过程为：周期为T1的锯齿波为一个模拟信号，通过N1位数寄存器将其转换成一个周期仍旧为T1、电平个数为2^N1-1的数字信号，该数字信号即为载波；调制波的产生过程为：占空比信号为一个模拟电压信号，通过N2位数寄存器将其转换成为一个位数为N2的数字信号，角度信号也为一个模拟信号，该角度信号作为一个索引通过N3位数查找表查找一个实际设置时的波形，在图1中这个实际设置以半个正弦波为例，即角度信号作为一个索引通过N3位数查找表查找半个正弦波，可得到一个位数为N3的数字信号，然后这个位数为N2的数字信号与这个位数为N3的数字信号做数字乘法，该数字乘法结果再通过一个N1位数寄存器存储，即得到一个位数为N1的数字信号，该数字信号即为调制波(从图1中可看出，调制波其实就是把原来的为半个正弦波的模拟信号，转换成了一个类似于半个正弦波形状的阶梯波即为数字信号。就是将正弦波上的各个点无限细分为每一小段的电平信号)。上述过程周而复始，就可得到图1所示的一个周期的载波和调制波。由于调制波是由表征占空比信号的数字信号和表征实际设置波形信号的数字信号的乘积得到的，当N2+N3>N1，若占空比信号取最大值时，调制波的有效位数为N1；若占空比信号取最大值的一半时，调制波的有效位数为N1-1；若占空比信号取最小值时，调制波的有效位数会很小，则调制波的分辨率很小，波形不平滑，导致PWM信号不精确。

发明内容

本发明提供一种产生脉宽调制信号的装置及方法，以解决当N2+N3>N1，且占空比信号取较小值时，调制波的分辨率很小，波形不平滑，导致PWM信号不精确的问题。

为了解决上述技术问题，本发明提供一种产生脉宽调制信号的装置，包括载波生成模块和调制波生成模块，通过比较所述载波生成模块生成的载波与所述调制波生成模块生成的调制波以产生所述脉宽调制信号，所述载波生成模块包括第一个第一位数寄存器、第二位数寄存器、数字乘法器和载波生成器，

第一个第一位数寄存器，其输入端接收周期为第一周期的锯齿波，并通过其输出端将转换后得到的第一数字信号发送给所述载波生成器；

第二位数寄存器，其输入端接收占空比信号，并通过其输出端将转换后得到的第二数字信号发送给所述数字乘法器；

数字乘法器，其输入端接收所述第二数字信号和由所述第一周期所产生的第一周期信号，对所述第二数字信号与所述第一周期信号做数字乘法后得到第二周期信号，并通过其输出端将所述第二周期信号发送给所述载波生成器；

载波生成器，其输入端接收所述第一数字信号、第一周期信号和第二周期信号，并通过其输出端输出处理后得到的载波；

所述调制波生成模块包括第三位数查找表和第二个第一位数寄存器，

第三位数查找表，其输入端接收角度信号，将所述角度信号作为索引，通过所述第三位数查找表查找得到一实际波形，并通过其输出端将所述实际波形转换为第三数字信号发送给所述第一位数寄存器；

第二个第一位数寄存器，其输入端接收所述第三数字信号，并通过其输出端输出转换后得到的调制波。

进一步的，所述第一数字信号为一周期为T1、电平个数为2^N1-1的数字信号，其中，T1为所述第一周期，N1为所述第一位数寄存器所设定的第一位数。

进一步的，所述第二数字信号为一位数为N2的数字信号，其中，N2为所述第二位数寄存器所设定的第二位数。

进一步的，所述载波为一周期为T1、电平个数为2^N1-1的数字信号，其中，2^N1-1个电平对应的时间为T2，T1为所述第一周期，T2为所述第二周期信号所表征的第二周期，N1为所述第一位数寄存器所设定的第一位数。

进一步的，所述实际波形为半个正弦波。

进一步的，所述第三数字信号为一位数为N3的数字信号，其中，N3为所述第三位数查找表所设定的第三位数。

进一步的，所述调制波为一位数为N1的数字信号，其中，N1为所述第一位数寄存器所设定的第一位数。