[发明专利]归一化脉宽调制波形发生器

说明书

技术领域

本发明涉及一种归一化脉宽调制波形发生器。

背景技术

PWM (Pulse Width Modulation) 脉宽调制技术理论基础为面积等效原理，基于采样控制理论中重要原理—冲量等效原理：惯性系统被大小波形不同的窄脉冲变量作用的时候，如果他们的冲量对时间的积分相等，即可以认为他们的作用效果基本相等，冲量通常指的是窄脉冲的面积，效果基本相同的意思是指输出响应波形基本上是相同的。所以通过对一系列脉冲的宽度进行调制，就可以等效地获得所需要的波形。目前人们研究比较多的是正弦脉宽调制（SPWM）技术，即用三角载波与正弦调制波进行比较，产生与正弦波等效的一系列等幅不等宽矩形脉冲波形。

基于PWM调制技术源于调制波与载波的比较，即产生的比较结果为一系列等幅不等宽的矩形脉冲波形，对于二者之间的比较已有大量的研究，但是都比较复杂。

本发明立足归一化原理，从调制波与载波调制结果出发，设计了一个归一化脉宽调制波形发生器。

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，提供一种归一化脉宽调制波形发生器，本发明立足PWM调制波形整体规律，把一个PWM周期内的各个不等宽矩形脉冲进行归一化处理，实现归一化地址计数，即把调制波与载波的交点相对位置与地址计数器对应起来，通过设计电路对归一化地址进行解析，以求出PWM调制结果输出波形中高低脉冲点所对应的脉冲值，这样只需输入具体PWM调制波的周期脉冲值便可实现包括SPWM在内的任意PWM调制脉冲序列的输出。

在数字电路系统设计中，所用的数字量位数越多，其在描述一个模拟量时精度越高，但由于硬件资源的本身局限性不可能无限制的扩大位数来提高精度。通过计算，本文在设计归一化脉宽调制波形发生器时选择的归一化地址计数器为13位，这在一般PWM调制技术中已足够胜任其调制功能。

为达到上述目的，本发明采用下述技术方案：

一种归一化脉宽调制波形发生器，包括输入输出I/O、归一化地址选择加法器模块Normalization_Mux_add和归一化脉宽调制波形输出缓存器Normalization_buffer_shift_out，其特征在于：所述各模块通过局部总线相互连接。

所述输入输出I/O包括系统时钟信号Clk、复位信号Rst、使能信号Ena、归一化地址Normalization_add[12:0]、归一化地址计数器Nor_counter[5:0]、调制波周期脉冲值PWM_pulse[15:0]和PWM调制输出端口PWM_out[1:0]；所述系统时钟信号Clk、复位信号Rst和使能信号Ena与归一化地址选择加法器模块Normalization_Mux_add和归一化脉宽调制波形输出缓存器Normalization_buffer_shift_out相互连接，提供时钟、复位信号和使能信号；所述归一化地址Normalization_add[12:0]与归一化地址选择加法器模块Normalization_Mux_add相连；所述调制波周期脉冲值PWM_pulse[15:0]与归一化地址选择加法器模块Normalization_Mux_add和归一化脉宽调制波形输出缓存器Normalization _buffer_shift_out相连；所述归一化地址计数器Nor_counter[5:0]与归一化脉宽调制波形输出缓存器Normalization_buffer_shift_out相连；所述PWM调制输出端口PWM_out[1:0]与归一化脉宽调制波形输出缓存器Normalization_buffer_shift_out相互连接。