專利名稱：數(shù)位信號(hào)處理器的制作方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本發(fā)明涉及一種數(shù)位信號(hào)處理器，特別是涉及一種用來分析用戶需求而產(chǎn)生高解析度脈波寬度調(diào)變信號(hào)的數(shù)位信號(hào)處理器。
背景技術(shù)：
脈波寬度調(diào)變(Pulse Width Modulation, PWM)模塊是利用微處理器的數(shù)位輸出對(duì)類比電路進(jìn)行控制的一種電子電力技術(shù)，并已經(jīng)廣泛地應(yīng)用在測量、通訊以及功率控制等領(lǐng)域中。舉例來說，因?yàn)轭惐入娐份敵龅碾妷喝菀纂S時(shí)間漂移，因而難以調(diào)節(jié)控制。為了解決上述問題，可利用脈波寬度調(diào)變模塊對(duì)類比信號(hào)電位進(jìn)行數(shù)位編碼。具體而言，可借由使用高解析度計(jì)數(shù)器，根據(jù)被調(diào)變方波的責(zé)任周期(Duty Cycle)來對(duì)一個(gè)具體類比信號(hào)的電位進(jìn)行編碼。脈波寬度調(diào)變模塊具有信號(hào)數(shù)位化、噪音雜訊影響低等優(yōu)點(diǎn)，因此非常適合應(yīng)用于電源轉(zhuǎn)換器中。然而，在設(shè)定脈波寬度調(diào)變模塊時(shí)仍需要與其他模塊配合使用，并且還要計(jì)算出對(duì)應(yīng)的參數(shù)，才可使脈波寬度調(diào)變模塊輸出使用者所需的頻率、相位位移及責(zé)任周期。而且在這一連串過程中還需要經(jīng)過許多繁瑣的步驟反復(fù)計(jì)算，才能運(yùn)算出各模塊所需的參數(shù)。 此外，更嚴(yán)重的問題是所有設(shè)定都必須要手動(dòng)執(zhí)行。上述這些存在的問題對(duì)于開發(fā)脈波寬度調(diào)變模塊的進(jìn)展速度有著很大的影響。由此可見，上述現(xiàn)有的脈波寬度調(diào)變模塊在結(jié)構(gòu)與使用上，顯然仍存在有不便與缺陷，而亟待加以進(jìn)一步改進(jìn)。為了解決脈波寬度調(diào)變模塊存在的問題，相關(guān)廠商莫不費(fèi)盡心思來謀求解決之道，但長久以來一直未見適用的設(shè)計(jì)被發(fā)展完成，而一般產(chǎn)品又沒有適切的結(jié)構(gòu)能夠解決上述問題，此顯然是相關(guān)業(yè)者急欲解決的問題。因此如何創(chuàng)設(shè)一種能簡化脈波寬度調(diào)變模塊的設(shè)定步驟從而可以快速地分析用戶需求而產(chǎn)生高解析度脈波寬度調(diào)變信號(hào)的數(shù)位信號(hào)處理器，實(shí)屬當(dāng)前重要研發(fā)課題之一，也成為當(dāng)前業(yè)界極需改進(jìn)的目標(biāo)。有鑒于上述現(xiàn)有的脈波寬度調(diào)變模塊存在的缺陷，本發(fā)明人基于從事此類產(chǎn)品設(shè)計(jì)制造多年豐富的實(shí)務(wù)經(jīng)驗(yàn)及專業(yè)知識(shí)，并配合學(xué)理的運(yùn)用，積極加以研究創(chuàng)新，以期創(chuàng)設(shè)一種新型結(jié)構(gòu)的數(shù)位信號(hào)處理器，能夠改進(jìn)一般現(xiàn)有的脈波寬度調(diào)變模塊，使其更具有實(shí)用性。經(jīng)過不斷的研究、設(shè)計(jì)，并經(jīng)過反復(fù)試作樣品及改進(jìn)后，終于創(chuàng)設(shè)出確具實(shí)用價(jià)值的本發(fā)明。

發(fā)明內(nèi)容
本發(fā)明的目的在于，克服現(xiàn)有的脈波寬度調(diào)變模塊存在的缺陷，而提供一種新型結(jié)構(gòu)的數(shù)位信號(hào)處理器，所要解決的技術(shù)問題是使其利用用戶端分析模塊判斷需要使用的模塊，并直接指定各模塊的參數(shù)設(shè)定值，以簡化脈波寬度調(diào)變模塊的設(shè)定步驟從而快速地產(chǎn)生高解析度脈波寬度調(diào)變信號(hào)即精確的用戶需求信號(hào)，從而更加適于實(shí)用。
本發(fā)明的目的及解決其技術(shù)問題是采用以下技術(shù)方案來實(shí)現(xiàn)的。依據(jù)本發(fā)明提出的數(shù)位信號(hào)處理器，包括一動(dòng)作控制模塊、一停滯帶模塊、一脈波寬度調(diào)變截波模塊、一時(shí)基子模塊、一觸發(fā)模塊、M組高解析度脈波寬度調(diào)變模塊及一用戶端分析模塊；其中，用戶端分析模塊，接收包括一脈波寬度調(diào)變頻率值、一停滯帶值、一責(zé)任周期值及一相位位移值其中之一的用戶端需求資訊后，經(jīng)計(jì)算以產(chǎn)生一系統(tǒng)參數(shù)設(shè)定值，并將系統(tǒng)參數(shù)設(shè)定值提供給數(shù)位信號(hào)處理器作為初始化設(shè)定，以產(chǎn)生精確的用戶端需求信號(hào)，其中系統(tǒng)參數(shù)設(shè)定值包括提供給脈波寬度調(diào)變截波模塊的一周期設(shè)定參數(shù)、提供給停滯帶模塊的一停滯帶設(shè)定參數(shù)、提供給M組高解析度脈波寬度調(diào)變模塊的一責(zé)任周期設(shè)定參數(shù)以及提供給時(shí)基子模塊的N組相位設(shè)定參數(shù)。本發(fā)明的目的及解決其技術(shù)問題還可采用以下技術(shù)措施進(jìn)一步實(shí)現(xiàn)。前述的數(shù)位信號(hào)處理器，其中所述的周期設(shè)定參數(shù)是通過將所述的數(shù)位信號(hào)處理器的一系統(tǒng)頻率除以兩倍的所述的脈波寬度調(diào)變頻率值而產(chǎn)生。前述的數(shù)位信號(hào)處理器，其中所述的停滯帶設(shè)定參數(shù)是通過將所述的停滯帶值除以一計(jì)時(shí)器值而產(chǎn)生，所述的計(jì)時(shí)器值是通過以所述的脈波寬度調(diào)變頻率值的倒數(shù)除以兩倍的所述的周期設(shè)定參數(shù)而產(chǎn)生。前述的數(shù)位信號(hào)處理器，其中所述的責(zé)任周期設(shè)定參數(shù)為一數(shù)位化責(zé)任周期時(shí)間及一數(shù)位化停滯帶時(shí)間之和，所述的數(shù)位化責(zé)任周期時(shí)間是通過所述的脈波寬度調(diào)變頻率值的倒數(shù)乘以所述的責(zé)任周期值并以數(shù)位值表示，所述的數(shù)位化停滯帶時(shí)間是通過所述的停滯帶值以數(shù)位值表示。前述的數(shù)位信號(hào)處理器，其中所述的N組相位設(shè)定參數(shù)中，第N組相位設(shè)定參數(shù)是通過兩倍的所述周期設(shè)定參數(shù)乘以所述的相位位移值并乘以“N-1”的值而產(chǎn)生。本發(fā)明與現(xiàn)有技術(shù)相比具有明顯的優(yōu)點(diǎn)和有益效果。借由上述技術(shù)方案，本發(fā)明數(shù)位信號(hào)處理器可達(dá)到相當(dāng)?shù)募夹g(shù)進(jìn)步性及實(shí)用性，并具有產(chǎn)業(yè)上的廣泛利用價(jià)值，其至少具有下列優(yōu)點(diǎn)1.借由用戶端分析模塊分析用戶端需求資訊，進(jìn)而產(chǎn)生各模塊所需的參數(shù)設(shè)定值，以免除重復(fù)計(jì)算產(chǎn)生的困擾。2.可直接將用戶端需求資訊輸入用戶端分析模塊中，以直接產(chǎn)生所需的脈波寬度調(diào)變輸出，進(jìn)而加速使用脈波寬度調(diào)變模塊功能開發(fā)技術(shù)。綜上所述，本發(fā)明是有關(guān)于一種數(shù)位信號(hào)處理器，其包括動(dòng)作控制模塊、停滯帶模塊、脈波寬度調(diào)變截波模塊、時(shí)基子模塊、觸發(fā)模塊、高解析度脈波寬度調(diào)變模塊及用戶端分析模塊。此數(shù)位信號(hào)處理器借由分析使用者輸入的用戶端需求資訊，回推計(jì)算以產(chǎn)生系統(tǒng)參數(shù)設(shè)定值，再將系統(tǒng)參數(shù)設(shè)定值輸入對(duì)應(yīng)的脈波寬度調(diào)變截波模塊、停滯帶模塊、高解析度脈波寬度調(diào)變模塊及時(shí)基子模塊，以輸出用戶端所需的脈波寬度調(diào)變信號(hào)，從而在簡化脈波寬度調(diào)變模塊的設(shè)定步驟的基礎(chǔ)上避免許多繁瑣的計(jì)算步驟以快速地產(chǎn)生精確的用戶端需求信號(hào)。本發(fā)明在技術(shù)上有顯著的進(jìn)步，并具有明顯的積極效果，誠為一新穎、進(jìn)步、實(shí)用的新設(shè)計(jì)。上述說明僅是本發(fā)明技術(shù)方案的概述，為了能夠更清楚了解本發(fā)明的技術(shù)手段， 而可依照說明書的內(nèi)容予以實(shí)施，并且為了讓本發(fā)明的上述和其他目的、特征和優(yōu)點(diǎn)能夠更明顯易懂，以下特舉較佳實(shí)施例，并配合附圖，詳細(xì)說明如下。


圖1是為本發(fā)明一種數(shù)位信號(hào)處理器的電路方框?qū)嵤├龍D。主要元件符號(hào)說明10:動(dòng)作控制模塊20 停滯帶模塊30 脈波寬度調(diào)變截波模塊40:時(shí)基子模塊50 觸發(fā)模塊60、60a、60b、60C 高解析度脈波寬度調(diào)變模塊70 用戶端分析模塊
具體實(shí)施例方式為更進(jìn)一步闡述本發(fā)明為達(dá)成預(yù)定發(fā)明目的所采取的技術(shù)手段及功效，以下結(jié)合附圖及較佳實(shí)施例，對(duì)依據(jù)本發(fā)明提出的數(shù)位信號(hào)處理器其具體實(shí)施方式
、結(jié)構(gòu)、特征及其功效，詳細(xì)說明如后。圖1是本發(fā)明一種數(shù)位信號(hào)處理器的電路方框?qū)嵤├龍D。如圖1所示，本實(shí)施例為一種用來分析用戶需求而產(chǎn)生高解析度脈波寬度調(diào)變信號(hào)的數(shù)位信號(hào)處理器，其包括一動(dòng)作控制模塊10、一停滯帶模塊20、一脈波寬度調(diào)變截波模塊30、一時(shí)基子模塊40、一觸發(fā)模塊50、M組高解析度脈波寬度調(diào)變(PWM)模塊60及一用戶端分析模塊70，其中動(dòng)作控制模塊10設(shè)定為輸出，而觸發(fā)模塊50則設(shè)定為上緣觸發(fā)。本實(shí)施例的特征為利用用戶端分析模塊70接收一用戶端需求資訊，并根據(jù)用戶端需求資訊計(jì)算產(chǎn)生一系統(tǒng)參數(shù)設(shè)定值，之后又將系統(tǒng)參數(shù)設(shè)定值提供給數(shù)位信號(hào)處理器中對(duì)應(yīng)的模塊作初始化設(shè)定，進(jìn)而產(chǎn)生精確的用戶端需求信號(hào)。其中，用戶端需求資訊包括一脈波寬度調(diào)變頻率值、一停滯帶值、一責(zé)任周期值及一相位位移值，而系統(tǒng)參數(shù)設(shè)定值則包括一周期設(shè)定參數(shù)、一停滯帶設(shè)定參數(shù)、一責(zé)任周期設(shè)定參數(shù)及N組相位設(shè)定參數(shù)。用戶端分析模塊70除了接收脈波寬度調(diào)變頻率值、停滯帶值、責(zé)任周期值及相位位移值外，也接收數(shù)位信號(hào)處理器的一系統(tǒng)頻率，并且用戶端分析模組70會(huì)根據(jù)接收到的用戶端需求資訊進(jìn)行運(yùn)算，以產(chǎn)生系統(tǒng)參數(shù)設(shè)定值。而且用戶端分析模塊70具有多臂輸出的功能，可將系統(tǒng)參數(shù)設(shè)定值直接指定至對(duì)應(yīng)的模塊中。其中，周期設(shè)定參數(shù)是將系統(tǒng)頻率除以兩倍的脈波寬度調(diào)變頻率值而產(chǎn)生，周期設(shè)定參數(shù)則是提供給脈波寬度調(diào)變截波模塊30作為初始設(shè)定參數(shù)。停滯帶設(shè)定參數(shù)提供給停滯帶模塊20作為初始設(shè)定參數(shù)，而停滯帶設(shè)定參數(shù)是將停滯帶值除以一計(jì)時(shí)器值而產(chǎn)生，其中計(jì)時(shí)器值是脈波寬度調(diào)變頻率值的倒數(shù)除以兩倍的周期設(shè)定參數(shù)。責(zé)任周期設(shè)定參數(shù)則是提供給M組高解析度脈波寬度調(diào)變模塊60作為初始設(shè)定參數(shù)。責(zé)任周期設(shè)定參數(shù)是已經(jīng)過數(shù)位化的數(shù)值，其為一數(shù)位化責(zé)任周期時(shí)間及一數(shù)位化停滯帶時(shí)間之和。其中，數(shù)位化責(zé)任周期時(shí)間是脈波寬度調(diào)變頻率值的倒數(shù)乘以責(zé)任周期值，并再改以數(shù)位值表示，而數(shù)位化停滯帶時(shí)間則是將停滯帶值以數(shù)位值表示。
N組相位設(shè)定參數(shù)用以提供給時(shí)基子模塊40作為初始設(shè)定值。在N組相位設(shè)定參數(shù)中，第N組相位設(shè)定參數(shù)是通過兩倍的周期設(shè)定參數(shù)乘以相位位移值再乘以“N-1”的值而產(chǎn)生。因此可利用用戶端分析模塊70分析使用者輸入的用戶端需求資訊，進(jìn)而借由用戶端分析模塊70進(jìn)行運(yùn)算，并直接指定系統(tǒng)參數(shù)設(shè)定值至對(duì)應(yīng)的模塊中，以達(dá)到簡化設(shè)定脈波寬度調(diào)變模塊60步驟的功效。此外，用戶端分析模塊70也可適用于各種脈波寬度調(diào)變技術(shù)，并且可以應(yīng)用于電源轉(zhuǎn)換器中，用以更為準(zhǔn)確地調(diào)控電源輸出。以下進(jìn)一步舉例說明本實(shí)施例的各項(xiàng)運(yùn)算過程，其中系統(tǒng)頻率為60MHz (輸入的波形為對(duì)稱波形)，而用戶端分析模塊70接收使用者輸入的脈波寬度調(diào)變頻率值、停滯帶值、責(zé)任周期值及相位位移值分別為100kHZ、500ns、30%及33%。根據(jù)上述各項(xiàng)系統(tǒng)參數(shù)設(shè)定值的計(jì)算方式可知，系統(tǒng)參數(shù)設(shè)定值中周期設(shè)定參數(shù)=60MHz/(100kHz*2)= 300 ；
計(jì)時(shí)器值= 1/ (1 OOkHz* 3 0 0*2) = 16. 67ns;
停滯帶設(shè)定參數(shù)=5OOns/16. 67ns — 30。此外，可運(yùn)用高解析度脈波寬度調(diào)變模式將脈波寬度調(diào)變頻率值的倒數(shù)以數(shù)位值表示，而脈波寬度調(diào)變頻率值的倒數(shù)即為10us，而以15bit的數(shù)位值表示則為32768。因此可以32768作為參考數(shù)值并推導(dǎo)出責(zé)任周期時(shí)間=(l/100kHz)*30%=3us ；數(shù)位化責(zé)任周期時(shí)間=32768*(3us/10us)= 9830 ；數(shù)位化停滯帶時(shí)間=32768*(500ns/10us) = 1638。因此，責(zé)任周期設(shè)定參數(shù)=9830+1638 = 11468。假設(shè)數(shù)位信號(hào)處理器中包括了三組高解析度脈波寬度調(diào)變模塊60a、60b、60c，并且是三相輸出，則可將第一組高解析度脈波寬度調(diào)變模塊60a設(shè)為主要的脈波寬度調(diào)變模塊，并且相位位移值設(shè)定為0 (設(shè)定為master)，因此其周期值為600 ( = 2*300)，而第二組高解析度脈波寬度調(diào)變模塊60b及第三組高解析度脈波寬度調(diào)變模塊60c的相位設(shè)定參數(shù)則設(shè)定為Slave。并且第二組相位設(shè)定參數(shù)及第三組相位設(shè)定參數(shù)分別為
第二組相位設(shè)定參數(shù)=(2* 300) *33%* (2-1) = 2 00;
第三組相位設(shè)定參數(shù)==(2* 300) * 33%* (3-1) — 400。綜上所述，可借由用戶端分析模塊70將數(shù)位信號(hào)處理器中各模塊所需的參數(shù)指定至對(duì)應(yīng)的模塊中，以使得高解析度脈波寬度調(diào)變模塊60可輸出使用者所需的精確的脈波寬度調(diào)變信號(hào)。以上所述，僅是本發(fā)明的較佳實(shí)施例而已，并非對(duì)本發(fā)明作任何形式上的限制，雖然本發(fā)明已以較佳實(shí)施例揭露如上，然而并非用以限定本發(fā)明，任何熟悉本專業(yè)的技術(shù)人員，在不脫離本發(fā)明技術(shù)方案范圍內(nèi)，當(dāng)可利用上述揭示的技術(shù)內(nèi)容作出些許更動(dòng)或修飾為等同變化的等效實(shí)施例，但凡是未脫離本發(fā)明技術(shù)方案的內(nèi)容，依據(jù)本發(fā)明的技術(shù)實(shí)質(zhì)對(duì)以上實(shí)施例所作的任何簡單修改、等同變化與修飾，均仍屬于本發(fā)明技術(shù)方案的范圍內(nèi)。
權(quán)利要求
1.一種數(shù)位信號(hào)處理器，包括一動(dòng)作控制模塊、一停滯帶模塊、一脈波寬度調(diào)變截波模塊、一時(shí)基子模塊、一觸發(fā)模塊、M組高解析度脈波寬度調(diào)變模塊及一用戶端分析模塊，其特征為所述的用戶端分析模塊，接收包括一脈波寬度調(diào)變頻率值、一停滯帶值、一責(zé)任周期值及一相位位移值其中之一的用戶端需求資訊后，經(jīng)計(jì)算以產(chǎn)生一系統(tǒng)參數(shù)設(shè)定值，并將所述的系統(tǒng)參數(shù)設(shè)定值提供給所述的數(shù)位信號(hào)處理器作為初始化設(shè)定，以產(chǎn)生精確的所述的用戶端需求信號(hào)，其中所述的系統(tǒng)參數(shù)設(shè)定值包括提供給所述的脈波寬度調(diào)變截波模塊的一周期設(shè)定參數(shù)、提供給所述的停滯帶模塊的一停滯帶設(shè)定參數(shù)、提供給所述的M組高解析度脈波寬度調(diào)變模塊的一責(zé)任周期設(shè)定參數(shù)以及提供給所述的時(shí)基子模塊的N組相位設(shè)定參數(shù)。
2.如權(quán)利要求1所述的數(shù)位信號(hào)處理器，其特征在于所述的周期設(shè)定參數(shù)是通過將所述的數(shù)位信號(hào)處理器的一系統(tǒng)頻率除以兩倍的所述的脈波寬度調(diào)變頻率值而產(chǎn)生。
3.如權(quán)利要求1所述的數(shù)位信號(hào)處理器，其特征在于所述的停滯帶設(shè)定參數(shù)是通過將所述的停滯帶值除以一計(jì)時(shí)器值而產(chǎn)生，所述的計(jì)時(shí)器值是通過以所述的脈波寬度調(diào)變頻率值的倒數(shù)除以兩倍的所述的周期設(shè)定參數(shù)而產(chǎn)生。
4.如權(quán)利要求1所述的數(shù)位信號(hào)處理器，其特征在于所述的責(zé)任周期設(shè)定參數(shù)為一數(shù)位化責(zé)任周期時(shí)間及一數(shù)位化停滯帶時(shí)間之和，所述的數(shù)位化責(zé)任周期時(shí)間是通過所述的脈波寬度調(diào)變頻率值的倒數(shù)乘以所述的責(zé)任周期值并以數(shù)位值表示，所述的數(shù)位化停滯帶時(shí)間是通過所述的停滯帶值以數(shù)位值表示。
5.如權(quán)利要求1所述的數(shù)位信號(hào)處理器，其特征在于所述的N組相位設(shè)定參數(shù)中，第 N組相位設(shè)定參數(shù)是通過兩倍的所述周期設(shè)定參數(shù)乘以所述的相位位移值并乘以“N-1”的值而產(chǎn)生。
全文摘要
本發(fā)明是有關(guān)于一種數(shù)位信號(hào)處理器，其包括動(dòng)作控制模塊、停滯帶模塊、脈波寬度調(diào)變截波模塊、時(shí)基子模塊、觸發(fā)模塊、高解析度脈波寬度調(diào)變模塊及用戶端分析模塊。此數(shù)位信號(hào)處理器借由分析使用者輸入的用戶端需求資訊，回推計(jì)算以產(chǎn)生系統(tǒng)參數(shù)設(shè)定值，再將系統(tǒng)參數(shù)設(shè)定值輸入對(duì)應(yīng)的脈波寬度調(diào)變截波模塊、停滯帶模塊、高解析度脈波寬度調(diào)變模塊及時(shí)基子模塊，以輸出用戶端所需的脈波寬度調(diào)變信號(hào)，從而在簡化脈波寬度調(diào)變模塊的設(shè)定步驟的基礎(chǔ)上避免許多繁瑣的計(jì)算步驟以快速地產(chǎn)生精確的用戶端需求信號(hào)。
文檔編號(hào)H03K7/08GK102237863SQ20101015373
公開日2011年11月9日 申請日期2010年4月21日 優(yōu)先權(quán)日2010年4月21日
發(fā)明者吳啟斌, 周振坤, 李庭官, 林展逸, 陳宗基 申請人:中興電工機(jī)械股份有限公司