[发明专利]针对脉宽调制方波的低通滤波法

权利要求书

1.针对脉宽调制方波的低通滤波器，其特征是：

由如下功能块构成低通滤波器：正负增量判定功能块(1)、步进累加增量功能块(2)、数模变换器(3)、可变正增量控制器(4)、可变负增量控制器(5)；

正负增量判定功能块(1)根据输入脉宽调制方波Vin和数模变换器(3)的输出Vo瞬时值大小输出“1”或“0”控制信号以决定步进累加增量功能块(2)是正增量步进累加还是负增量步进累减；

步进累加增量功能块(2)输出的数字量经数模变换器(3)输出模拟电平，即直流电平Vo；直流电平Vo对应的是上述步进累加增量功能块(2)正增量的步进增加或者负增量的步进减小；

该直流电平Vo分别控制可变正增量控制器(4)和可变负增量控制器(5)对应输出的正增量的大小和负增量的大小；可变正增量控制器(4)的输出大小控制步进累加增量功能块(2)的步进正增量的大小；可变负增量控制器(5)的输出大小控制步进累加增量功能块(2)的步进负增量的大小。

2.根据权利要求1所述的针对脉宽调制方波的低通滤波器，其特征是：

当脉宽调制方波Vin大于数模变换器(3)的输出Vo瞬时值时，正负增量判定功能块(1)输出“1”的控制信号；反之，当脉宽调制方波Vin小于数模变换器(3)的输出Vo瞬时值时，正负增量判定功能块(1)输出“0”的控制信号。

3.根据权利要求2所述的针对脉宽调制方波的低通滤波器，其特征是：

正负增量判定功能块(1)输出“1”电平时，控制步进累加增量功能块(2)正增量的步进增加；反之，正负增量判定功能块(1)输出“0”电平时，控制步进累加增量功能块(2)负增量的步进增加。

4.根据权利要求1、2或3所述的针对脉宽调制方波的低通滤波器，其特征是：

选用加减计数器(20)作为步进累加增量功能块(2)；比较器(10)与逻辑非门和与门“&”的组合形成了正负增量判定功能块(1)，比较器(10)的输出是逻辑非门和与门“&”的输入；选用数字模拟转换器(30)作为数模变换器(3)；选用加法频率压控振荡器(40)作为可变正增量控制器(4)；减法频率压控振荡器(51)和模值减法器(52)的组合形成了可变负增量控制器(5)；

比较器(10)的输入一与脉宽调制方波信号Vin相连，比较器(10)的输入二是由数字模拟转换器(30)的输出提供；比较器(10)的输出“1”经逻辑与门“&”控制加减计数器(20)进行减计数；比较器(10)的输出“0”经逻辑非门和与门“&”控制加减计数器(20)进行加计数；

加减计数器(20)分别根据加法频率压控振荡器(40)的输出脉冲、或减法频率压控振荡器(51)的输出脉冲进行步进加、或减计数；

加减计数器(20)步进计数所得的数字结果输出给数字模拟转换器(30)，数字模拟转换器(30)将此数字结果转换成模拟信号Vo；上述模拟信号Vo分别输出给加法频率压控振荡器(40)和模值减法器(52)；

模值减法器(52)的输出控制减法频率压控振荡器(51)的输出频率；

当减法频率压控振荡器(51)的输出开通时，加减计数器(20)作减法计数；

当加法频率压控振荡器(40)的输出开通时，加减计数器(20)作加法计数。

5.根据权利要求4所述的针对脉宽调制方波的低通滤波器，其特征是：

在方波周期中，脉宽调制方波信号Vin首先是高电平并持续Ton时间，然后跳变为地电平持续到周期结束，这地电平持续时间为Toff时间；

在这Ton时间内，高电平大于数字模拟转换器(30)输出电平值，比较器(10)的输出“0”电平控制加减计数器(20)进行加法计数，加法频率压控振荡器(40)的输出频率随着数字模拟转换器(30)输出电平值增加而减小；

当脉宽调制方波信号Vin自高电平下跳到地电平进入Toff时间内，由于地电平小于数字模拟转换器(30)输出电平值，比较器(10)的输出“1”控制加减计数器(20)进行减法计数；减法频率压控振荡器(51)的输出频率随着数字模拟转换器(30)输出电平值减少而减小；

因此，经过若干脉宽调制方波信号周期，加减计数器(20)进入平衡状态，即加减计数器(20)内的数值接近脉宽调制方波信号Vin的直流分量，或者说数字模拟转换器(30)输出电平值接近这脉宽调制方波信号Vin的直流分量。

6.根据权利要求5所述的针对脉宽调制方波的低通滤波器，其特征是：

低通滤波器输出为经数字模拟转换器(30)输出的模拟电压Vo，或者为经加减计算器(20)的输出的数字量Vos。