專利名稱：數(shù)位信號處理器的制作方法
技術領域：
本發(fā)明涉及一種數(shù)位信號處理器，特別是涉及一種用來分析用戶需求而產生高解析度脈波寬度調變信號的數(shù)位信號處理器。
背景技術：
脈波寬度調變(Pulse Width Modulation, PWM)模塊是利用微處理器的數(shù)位輸出對類比電路進行控制的一種電子電力技術，并已經廣泛地應用在測量、通訊以及功率控制等領域中。舉例來說，因為類比電路輸出的電壓容易隨時間漂移，因而難以調節(jié)控制。為了解決上述問題，可利用脈波寬度調變模塊對類比信號電位進行數(shù)位編碼。具體而言，可借由使用高解析度計數(shù)器，根據(jù)被調變方波的責任周期(Duty Cycle)來對一個具體類比信號的電位進行編碼。脈波寬度調變模塊具有信號數(shù)位化、噪音雜訊影響低等優(yōu)點，因此非常適合應用于電源轉換器中。然而，在設定脈波寬度調變模塊時仍需要與其他模塊配合使用，并且還要計算出對應的參數(shù)，才可使脈波寬度調變模塊輸出使用者所需的頻率、相位位移及責任周期。而且在這一連串過程中還需要經過許多繁瑣的步驟反復計算，才能運算出各模塊所需的參數(shù)。 此外，更嚴重的問題是所有設定都必須要手動執(zhí)行。上述這些存在的問題對于開發(fā)脈波寬度調變模塊的進展速度有著很大的影響。由此可見，上述現(xiàn)有的脈波寬度調變模塊在結構與使用上，顯然仍存在有不便與缺陷，而亟待加以進一步改進。為了解決脈波寬度調變模塊存在的問題，相關廠商莫不費盡心思來謀求解決之道，但長久以來一直未見適用的設計被發(fā)展完成，而一般產品又沒有適切的結構能夠解決上述問題，此顯然是相關業(yè)者急欲解決的問題。因此如何創(chuàng)設一種能簡化脈波寬度調變模塊的設定步驟從而可以快速地分析用戶需求而產生高解析度脈波寬度調變信號的數(shù)位信號處理器，實屬當前重要研發(fā)課題之一，也成為當前業(yè)界極需改進的目標。有鑒于上述現(xiàn)有的脈波寬度調變模塊存在的缺陷，本發(fā)明人基于從事此類產品設計制造多年豐富的實務經驗及專業(yè)知識，并配合學理的運用，積極加以研究創(chuàng)新，以期創(chuàng)設一種新型結構的數(shù)位信號處理器，能夠改進一般現(xiàn)有的脈波寬度調變模塊，使其更具有實用性。經過不斷的研究、設計，并經過反復試作樣品及改進后，終于創(chuàng)設出確具實用價值的本發(fā)明。

發(fā)明內容
本發(fā)明的目的在于，克服現(xiàn)有的脈波寬度調變模塊存在的缺陷，而提供一種新型結構的數(shù)位信號處理器，所要解決的技術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)設定值，以簡化脈波寬度調變模塊的設定步驟從而快速地產生高解析度脈波寬度調變信號即精確的用戶需求信號，從而更加適于實用。
本發(fā)明的目的及解決其技術問題是采用以下技術方案來實現(xiàn)的。依據(jù)本發(fā)明提出的數(shù)位信號處理器，包括一動作控制模塊、一停滯帶模塊、一脈波寬度調變截波模塊、一時基子模塊、一觸發(fā)模塊、M組高解析度脈波寬度調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變頻率值、一停滯帶值、一責任周期值及一相位位移值其中之一的用戶端需求資訊后，經計算以產生一系統(tǒng)參數(shù)設定值，并將系統(tǒng)參數(shù)設定值提供給數(shù)位信號處理器作為初始化設定，以產生精確的用戶端需求信號，其中系統(tǒng)參數(shù)設定值包括提供給脈波寬度調變截波模塊的一周期設定參數(shù)、提供給停滯帶模塊的一停滯帶設定參數(shù)、提供給M組高解析度脈波寬度調變模塊的一責任周期設定參數(shù)以及提供給時基子模塊的N組相位設定參數(shù)。本發(fā)明的目的及解決其技術問題還可采用以下技術措施進一步實現(xiàn)。前述的數(shù)位信號處理器，其中所述的周期設定參數(shù)是通過將所述的數(shù)位信號處理器的一系統(tǒng)頻率除以兩倍的所述的脈波寬度調變頻率值而產生。前述的數(shù)位信號處理器，其中所述的停滯帶設定參數(shù)是通過將所述的停滯帶值除以一計時器值而產生，所述的計時器值是通過以所述的脈波寬度調變頻率值的倒數(shù)除以兩倍的所述的周期設定參數(shù)而產生。前述的數(shù)位信號處理器，其中所述的責任周期設定參數(shù)為一數(shù)位化責任周期時間及一數(shù)位化停滯帶時間之和，所述的數(shù)位化責任周期時間是通過所述的脈波寬度調變頻率值的倒數(shù)乘以所述的責任周期值并以數(shù)位值表示，所述的數(shù)位化停滯帶時間是通過所述的停滯帶值以數(shù)位值表示。前述的數(shù)位信號處理器，其中所述的N組相位設定參數(shù)中，第N組相位設定參數(shù)是通過兩倍的所述周期設定參數(shù)乘以所述的相位位移值并乘以“N-1”的值而產生。本發(fā)明與現(xiàn)有技術相比具有明顯的優(yōu)點和有益效果。借由上述技術方案，本發(fā)明數(shù)位信號處理器可達到相當?shù)募夹g進步性及實用性，并具有產業(yè)上的廣泛利用價值，其至少具有下列優(yōu)點1.借由用戶端分析模塊分析用戶端需求資訊，進而產生各模塊所需的參數(shù)設定值，以免除重復計算產生的困擾。2.可直接將用戶端需求資訊輸入用戶端分析模塊中，以直接產生所需的脈波寬度調變輸出，進而加速使用脈波寬度調變模塊功能開發(fā)技術。綜上所述，本發(fā)明是有關于一種數(shù)位信號處理器，其包括動作控制模塊、停滯帶模塊、脈波寬度調變截波模塊、時基子模塊、觸發(fā)模塊、高解析度脈波寬度調變模塊及用戶端分析模塊。此數(shù)位信號處理器借由分析使用者輸入的用戶端需求資訊，回推計算以產生系統(tǒng)參數(shù)設定值，再將系統(tǒng)參數(shù)設定值輸入對應的脈波寬度調變截波模塊、停滯帶模塊、高解析度脈波寬度調變模塊及時基子模塊，以輸出用戶端所需的脈波寬度調變信號，從而在簡化脈波寬度調變模塊的設定步驟的基礎上避免許多繁瑣的計算步驟以快速地產生精確的用戶端需求信號。本發(fā)明在技術上有顯著的進步，并具有明顯的積極效果，誠為一新穎、進步、實用的新設計。上述說明僅是本發(fā)明技術方案的概述，為了能夠更清楚了解本發(fā)明的技術手段， 而可依照說明書的內容予以實施，并且為了讓本發(fā)明的上述和其他目的、特征和優(yōu)點能夠更明顯易懂，以下特舉較佳實施例，并配合附圖，詳細說明如下。


圖1是為本發(fā)明一種數(shù)位信號處理器的電路方框實施例圖。主要元件符號說明10:動作控制模塊20 停滯帶模塊30 脈波寬度調變截波模塊40:時基子模塊50 觸發(fā)模塊60、60a、60b、60C 高解析度脈波寬度調變模塊70 用戶端分析模塊
具體實施例方式為更進一步闡述本發(fā)明為達成預定發(fā)明目的所采取的技術手段及功效，以下結合附圖及較佳實施例，對依據(jù)本發(fā)明提出的數(shù)位信號處理器其具體實施方式
、結構、特征及其功效，詳細說明如后。圖1是本發(fā)明一種數(shù)位信號處理器的電路方框實施例圖。如圖1所示，本實施例為一種用來分析用戶需求而產生高解析度脈波寬度調變信號的數(shù)位信號處理器，其包括一動作控制模塊10、一停滯帶模塊20、一脈波寬度調變截波模塊30、一時基子模塊40、一觸發(fā)模塊50、M組高解析度脈波寬度調變(PWM)模塊60及一用戶端分析模塊70，其中動作控制模塊10設定為輸出，而觸發(fā)模塊50則設定為上緣觸發(fā)。本實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)用戶端需求資訊計算產生一系統(tǒng)參數(shù)設定值，之后又將系統(tǒng)參數(shù)設定值提供給數(shù)位信號處理器中對應的模塊作初始化設定，進而產生精確的用戶端需求信號。其中，用戶端需求資訊包括一脈波寬度調變頻率值、一停滯帶值、一責任周期值及一相位位移值，而系統(tǒng)參數(shù)設定值則包括一周期設定參數(shù)、一停滯帶設定參數(shù)、一責任周期設定參數(shù)及N組相位設定參數(shù)。用戶端分析模塊70除了接收脈波寬度調變頻率值、停滯帶值、責任周期值及相位位移值外，也接收數(shù)位信號處理器的一系統(tǒng)頻率，并且用戶端分析模組70會根據(jù)接收到的用戶端需求資訊進行運算，以產生系統(tǒng)參數(shù)設定值。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)設定值直接指定至對應的模塊中。其中，周期設定參數(shù)是將系統(tǒng)頻率除以兩倍的脈波寬度調變頻率值而產生，周期設定參數(shù)則是提供給脈波寬度調變截波模塊30作為初始設定參數(shù)。停滯帶設定參數(shù)提供給停滯帶模塊20作為初始設定參數(shù)，而停滯帶設定參數(shù)是將停滯帶值除以一計時器值而產生，其中計時器值是脈波寬度調變頻率值的倒數(shù)除以兩倍的周期設定參數(shù)。責任周期設定參數(shù)則是提供給M組高解析度脈波寬度調變模塊60作為初始設定參數(shù)。責任周期設定參數(shù)是已經過數(shù)位化的數(shù)值，其為一數(shù)位化責任周期時間及一數(shù)位化停滯帶時間之和。其中，數(shù)位化責任周期時間是脈波寬度調變頻率值的倒數(shù)乘以責任周期值，并再改以數(shù)位值表示，而數(shù)位化停滯帶時間則是將停滯帶值以數(shù)位值表示。
N組相位設定參數(shù)用以提供給時基子模塊40作為初始設定值。在N組相位設定參數(shù)中，第N組相位設定參數(shù)是通過兩倍的周期設定參數(shù)乘以相位位移值再乘以“N-1”的值而產生。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，進而借由用戶端分析模塊70進行運算，并直接指定系統(tǒng)參數(shù)設定值至對應的模塊中，以達到簡化設定脈波寬度調變模塊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變技術，并且可以應用于電源轉換器中，用以更為準確地調控電源輸出。以下進一步舉例說明本實施例的各項運算過程，其中系統(tǒng)頻率為60MHz (輸入的波形為對稱波形)，而用戶端分析模塊70接收使用者輸入的脈波寬度調變頻率值、停滯帶值、責任周期值及相位位移值分別為100kHZ、500ns、30%及33%。根據(jù)上述各項系統(tǒng)參數(shù)設定值的計算方式可知，系統(tǒng)參數(shù)設定值中周期設定參數(shù)=60MHz/(100kHz*2)= 300 ；
計時器值= 1/ (1 OOkHz* 3 0 0*2) = 16. 67ns;
停滯帶設定參數(shù)=5OOns/16. 67ns — 30。此外，可運用高解析度脈波寬度調變模式將脈波寬度調變頻率值的倒數(shù)以數(shù)位值表示，而脈波寬度調變頻率值的倒數(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)值并推導出責任周期時間=(l/100kHz)*30%=3us ；數(shù)位化責任周期時間=32768*(3us/10us)= 9830 ；數(shù)位化停滯帶時間=32768*(500ns/10us) = 1638。因此，責任周期設定參數(shù)=9830+1638 = 11468。假設數(shù)位信號處理器中包括了三組高解析度脈波寬度調變模塊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變模塊60a設為主要的脈波寬度調變模塊，并且相位位移值設定為0 (設定為master)，因此其周期值為600 ( = 2*300)，而第二組高解析度脈波寬度調變模塊60b及第三組高解析度脈波寬度調變模塊60c的相位設定參數(shù)則設定為Slave。并且第二組相位設定參數(shù)及第三組相位設定參數(shù)分別為
第二組相位設定參數(shù)=(2* 300) *33%* (2-1) = 2 00;
第三組相位設定參數(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)位信號處理器中各模塊所需的參數(shù)指定至對應的模塊中，以使得高解析度脈波寬度調變模塊60可輸出使用者所需的精確的脈波寬度調變信號。以上所述，僅是本發(fā)明的較佳實施例而已，并非對本發(fā)明作任何形式上的限制，雖然本發(fā)明已以較佳實施例揭露如上，然而并非用以限定本發(fā)明，任何熟悉本專業(yè)的技術人員，在不脫離本發(fā)明技術方案范圍內，當可利用上述揭示的技術內容作出些許更動或修飾為等同變化的等效實施例，但凡是未脫離本發(fā)明技術方案的內容，依據(jù)本發(fā)明的技術實質對以上實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)明技術方案的范圍內。
權利要求
1.一種數(shù)位信號處理器，包括一動作控制模塊、一停滯帶模塊、一脈波寬度調變截波模塊、一時基子模塊、一觸發(fā)模塊、M組高解析度脈波寬度調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變頻率值、一停滯帶值、一責任周期值及一相位位移值其中之一的用戶端需求資訊后，經計算以產生一系統(tǒng)參數(shù)設定值，并將所述的系統(tǒng)參數(shù)設定值提供給所述的數(shù)位信號處理器作為初始化設定，以產生精確的所述的用戶端需求信號，其中所述的系統(tǒng)參數(shù)設定值包括提供給所述的脈波寬度調變截波模塊的一周期設定參數(shù)、提供給所述的停滯帶模塊的一停滯帶設定參數(shù)、提供給所述的M組高解析度脈波寬度調變模塊的一責任周期設定參數(shù)以及提供給所述的時基子模塊的N組相位設定參數(shù)。
2.如權利要求1所述的數(shù)位信號處理器，其特征在于所述的周期設定參數(shù)是通過將所述的數(shù)位信號處理器的一系統(tǒng)頻率除以兩倍的所述的脈波寬度調變頻率值而產生。
3.如權利要求1所述的數(shù)位信號處理器，其特征在于所述的停滯帶設定參數(shù)是通過將所述的停滯帶值除以一計時器值而產生，所述的計時器值是通過以所述的脈波寬度調變頻率值的倒數(shù)除以兩倍的所述的周期設定參數(shù)而產生。
4.如權利要求1所述的數(shù)位信號處理器，其特征在于所述的責任周期設定參數(shù)為一數(shù)位化責任周期時間及一數(shù)位化停滯帶時間之和，所述的數(shù)位化責任周期時間是通過所述的脈波寬度調變頻率值的倒數(shù)乘以所述的責任周期值并以數(shù)位值表示，所述的數(shù)位化停滯帶時間是通過所述的停滯帶值以數(shù)位值表示。
5.如權利要求1所述的數(shù)位信號處理器，其特征在于所述的N組相位設定參數(shù)中，第 N組相位設定參數(shù)是通過兩倍的所述周期設定參數(shù)乘以所述的相位位移值并乘以“N-1”的值而產生。
全文摘要
本發(fā)明是有關于一種數(shù)位信號處理器，其包括動作控制模塊、停滯帶模塊、脈波寬度調變截波模塊、時基子模塊、觸發(fā)模塊、高解析度脈波寬度調變模塊及用戶端分析模塊。此數(shù)位信號處理器借由分析使用者輸入的用戶端需求資訊，回推計算以產生系統(tǒng)參數(shù)設定值，再將系統(tǒng)參數(shù)設定值輸入對應的脈波寬度調變截波模塊、停滯帶模塊、高解析度脈波寬度調變模塊及時基子模塊，以輸出用戶端所需的脈波寬度調變信號，從而在簡化脈波寬度調變模塊的設定步驟的基礎上避免許多繁瑣的計算步驟以快速地產生精確的用戶端需求信號。
文檔編號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:中興電工機械股份有限公司