[发明专利]脉宽调制器及脉宽调制信号产生方法

说明书

公开了一种脉宽调制器，包括倍频器和信号处理器，通过倍频器产生具有与输入时钟信号相同周期的反馈时钟信号和高于输入时钟信号的频率的倍频时钟信号，信号处理器根据输入时钟信号、倍频时钟信号和占空比参考信号产生脉宽调制信号，脉宽调制信号的周期由输入时钟信号决定，其占空比由占空比参考信号决定，提高了脉宽调制信号输出精度，同时本发明采用数字电路代替传统的模拟电路，以避免将占空比参考信号的数字量转化为模拟量过程中造成精度的损失，从而提高了输出脉宽调制信号的精度和线性度。

技术领域

本发明涉及电子技术领域，尤其涉及一种脉宽调制器以及脉宽调制信号产生方法。

背景技术

脉宽调制技术被广泛应用于测量、通信和功率控制与变换等数字控制系统中，通常利用可编程控制器的数字输出对模拟电路进行控制，以产生表征不同参数的脉宽调制信号(PWM)并控制数字系统，但是需要将数字输出转化为模拟量才能对模拟电路进行控制，转化过程中会损精度，从而引起输出脉宽调制信号的精度和线性度变差。

目前脉宽调制器主要包括计数器型和延时链型两类。延时链型脉宽调制器通常采用大量延时时间一致的延时单元来提高输出精度，但是在实际应用中较难实现。计数器型脉宽调制器主要采用计数器和判断逻辑来实现，其输出脉宽调制信号的精度与占空比的位数成正比，位数越大，输出精度越高；输出脉宽调制信号的周期等于输入时钟信号的周期乘以脉宽调制信号设定的周期，由于输入时钟信号的周期较难改变，因此输出的脉宽调制信号的频率越高(周期越小)，即速度越快，所设定的周期数值越小，即脉宽调制信号的位数越小，从而使得输出脉宽调制信号的精度和速度相互制约。

发明内容

有鉴于此，针对现在技术中脉宽调制器的不足，本发明提出了一种脉宽调制器，其包括倍频器和信号处理器，倍频器根据输入时钟信号产生倍频时钟信号，信号处理器根据输入时钟信号、倍频时钟信号和占空比参考信号产生脉宽调制信号，使得输出的脉宽调制信号的精度与倍频时钟信号的频率相关，输出的脉宽调制信号的速度由输入时钟信号决定，克服了输出精度和速度之间相互制约的问题。

根据本发明的一方面，提供了一种脉宽调制器，用以产生脉宽调制信号，包括：

倍频器，被配置对输入时钟信号进行倍频以产生倍频时钟信号；

信号处理器，被配置为响应所述输入时钟信号、所述倍频时钟信号和占空比参考信号以产生脉宽调制信号,其中,根据所述输入时钟信号确定所述脉宽调制信号的周期,根据所述占空比参考信号确定所述脉宽调制信号的占空比。

优选地，所述信号处理器对所述倍频时钟信号进行计数并产生相应的计数信号，直到所述计数信号达到所述占空比参考信号，所述脉宽调制信号由第一电平状态切换至第二电平状态。

优选地，所述输入时钟信号由第二状态切换到第一状态时，所述脉宽调制信号进入所述第一电平状态，直到所述计数信号的值与所述占空比参考信号的值相等时，所述脉宽调制信号由所述第一电平状态切换至所述第二电平状态。

优选地，所述所述倍频器根据所述倍频时钟信号产生反馈时钟信号，所述反馈控制信号与所述输入时钟信号具有相同的相位。

优选地，所述倍频器采用锁相环实现。

优选地，所述信号处理器包括：

计数器，被配置对所述倍频时钟信号计数以产生所述计数信号；

状态转换器，被配置为接收反馈时钟信号产生所述脉宽调制信号的第一电平状态，直至所述计数信号达到所述占空比参考信号，所述脉宽调制信号由所述第一电平状态切换到所述第二电平状态。

优选地，所述状态转换器包括：

比较器，被配置为对所述计数信号和占空比参考信号进行比较并产生比较信号；