CN100550631C - 脉冲宽度调制装置 - Google Patents

Abstract

本发明公开了一种脉冲宽度调制装置，其脉冲间隔计数器在输入脉冲到来时对时钟从零计数，右移运算单元将脉冲间隔计数值除以2，脉冲宽度阀值寄存器将其存储的脉冲宽度阀值输出给比较器，并在输入脉冲到来时根据右移运算单元的计算结果更新脉冲宽度阀值；脉冲宽度计数器在输入脉冲到来时对时钟从零计数，将所计数值输出给比较器；比较器在脉冲宽度计数值为非零时，输出输入脉冲的有效电平，否则输出输入脉冲的非有效电平；当脉冲宽度计数值等于脉冲宽度阀值时，该比较器控制脉冲宽度计数器清零并停止计数。本发明的脉冲宽度调制装置将输入脉冲调制成所需脉宽和占空比的脉冲，并且不损失输入脉冲的精度。

Description

脉冲宽度调制装置

技术领域

本发明涉及一种信号调制技术，具体涉及电能计量芯片的脉冲宽度调制装置。

背景技术

电能计量芯片是电表中将电网功率的模拟信号转换成脉冲形频率信号的部件。该电能计量芯片的输出的每一个脉冲都代表一定能量，其所代表能量的大小与脉冲常数C有关。例如，脉冲常数C＝3000，则一个脉冲代表1/3000kwh的能量。因此只要累计电能计量芯片输出脉冲的个数，就可以实现电能计量。

就实现电表的电能计量功能来说，电能计量芯片只需保证脉冲个数准确，就能实现准确的电能计量。但是，电表在生产的时，需要检验校对，以保证电表计量电能的精度。对脉冲信号的检验一般采用累计多个脉冲，将这多个脉冲间隔的平均值与真值对比，误差即脉冲信号的误差。考虑到电表生产效率和功率成本，不可能允许累计多个脉冲才得出电表误差，因此通常要求电表输出均匀的脉冲，即CF脉冲。该CF脉冲由电能计量芯片产生，一方面用于电能计量，一方面用于校表，因此也叫校表脉冲。

此外，对于单向电能表，一般还要求电能计量芯片输出F1和F2两路脉冲信号，用于直接驱动机械马达。

就计量电能而言，电表厂家对CF脉冲和F1、F2脉冲的宽度有一定要求。对于CF脉冲，在CF脉冲频率低于某一个数值的情况下要求脉宽恒定，频率高于此数值时输出占空比为1∶1的脉冲，频率非常高的时候又要求保持一个较窄的恒定脉宽。因此需要将CF脉冲按照电表厂家对脉宽的要求进行调制。

就校表而言，校表台通过精确检测相邻CF脉冲上升沿的时间间隔，并将该测量值与校表台自己计算的间隔值对比，误差即电表的误差。由此即可得出电表的精度。因此对CF脉冲的调制不能损失相邻CF脉冲上升沿之间的间隔。

电表厂家对F1、F2脉冲的要求是，在低频情况下要求脉宽恒定，在高频情况下要求占空比为1∶1。检验校对电表时也要对F1、F2进行校验，检验方法与CF脉冲的校验方法相同。因此也要对F1、F2脉冲进行脉宽调制。

可见，在电能计量芯片中，要求经过调制的CF脉冲以及F1、F2脉冲符合电能计量的脉冲宽度和占空比要求，又在调制的过程中不损失脉冲间隔精度，为校表提供精确的脉冲间隔。

但现有技术针对调制CF脉冲以及F1、F2脉冲的方法并未有公开的解决方案。

发明内容

有鉴于此，本发明的目的在于提供一种输出脉冲满足脉冲宽度、占空比需要的脉冲宽度调制装置。

为达到上述发明目的，本发明提供了一种脉冲宽度调制装置，该装置包括脉冲间隔计数器、脉冲宽度计数器、右移运算单元、脉冲宽度阀值寄存器和比较器；

所述脉冲间隔计数器，用于在输入脉冲到来时，对时钟从零开始计数；并将脉冲间隔计数值输出给右移运算单元；

所述脉冲宽度计数器，用于在所述输入脉冲到来时，对所述时钟从零开始计数，并将脉冲宽度计数值输出给比较器；

所述右移运算单元，用于将所述脉冲间隔计数器输出的脉冲间隔计数值除以2，输出给脉冲宽度阀值寄存器；

所述脉冲宽度阀值寄存器，用于将其存储的脉冲宽度阀值输出给所述比较器；在所述输入脉冲到来时，根据所述右移运算单元输出的计算结果更新所述脉冲宽度阀值；

所述比较器，用于接收所述脉冲宽度计数器输出的脉冲宽度计数值和所述脉冲宽度阀值寄存器输出的脉冲宽度阀值，在所述脉冲宽度计数值为非零时，输出所述输入脉冲的有效电平，否则输出所述输入脉冲的非有效电平；当所述脉冲宽度计数值等于所述脉冲宽度阀值时，该比较器控制所述脉冲宽度计数器清零并停止计数。

其中，所述脉冲间隔计数器设置有最大门限值，所述脉冲间隔计数器在脉冲间隔计数值达到最大门限值时停止计数，并在下一个输入脉冲到来时从零开始计数，所述脉冲宽度阀值寄存器在所述下一个输入脉冲到来时使用所述右移运算单元计算的1/2最大门限值，更新所述脉冲宽度阀值。

当所述输入脉冲的频率高于低频限且低于高频限时，

所述脉冲宽度阀值寄存器在输入脉冲到来时根据所述右移运算单元计算的1/2脉冲间隔计数值，更新所述脉冲宽度阀值。

该装置进一步包括高频脉冲宽度阀值存储器和多路选择器；

所述高频脉冲宽度阀值存储器，与所述多路选择器相连，用于存储固定脉冲宽度阀值；

所述多路选择器，用于根据高频控制信号的控制选择所述固定脉冲宽度阀值或者所述右移运算单元的输出，作为所述脉冲宽度阀值寄存器的输入；

所述右移运算单元，用于将所述脉冲间隔计数器输出的脉冲间隔计数值除以2，输出给所述多路选择器；

当所述输入脉冲的频率高于高频限时，所述高频控制信号控制所述多路选择器将所述固定脉冲宽度阀值输出给所述脉冲宽度阀值寄存器，所述脉冲宽度阀值寄存器在输入脉冲到来时根据所述多路选择器输出的所述固定脉冲宽度阀值，更新所述脉冲宽度阀值。

当所述输入脉冲的频率低于高频限时，所述高频控制信号控制所述多路选择器将所述右移运算单元输出的计算结果，输出给所述脉冲宽度阀值寄存器，所述脉冲宽度阀值寄存器，在输入脉冲到来时，根据所述右移运算单元输出的计算结果更新所述脉冲宽度阀值。

较佳的，所述时钟为高频时钟信号。

本发明的脉冲宽度调制装置在复位时，所述脉冲间隔计数器的计数值设置为脉冲间隔初始值，所述脉冲宽度阀值寄存器存储的脉冲宽度阀值设置为所述脉冲间隔初始值的1/2，所述脉冲宽度计数器清零，所述比较器输出所述输入脉冲的无效电平。

本发明所提供的脉冲宽度调制装置，采用脉冲宽度阀值寄存器根据右移运算单元输出的1/2脉冲间隔、输出脉冲的脉宽确定脉冲宽度阀值，即输出脉冲所需维持有效电平的时间；比较器将脉冲宽度计数值与脉冲宽度阀值相比，控制输出脉冲有效电平的结束点，从而得到了所需脉宽和占空比的调制脉冲。该装置解决了对高、中、低频校表脉冲的调制问题。

本发明提供的另一种脉冲宽度调制装置，将固定脉宽阀值设置在脉冲宽度阀值存储单元中，比较器将脉冲宽度计数值与固定脉冲宽度阀值相比，控制输出脉冲有效电平的结束点，从而得到了所需脉宽的调制脉冲。该装置解决了对高频和低频校表脉冲的调制问题。

另外，以上两种脉冲宽度调制装置中的脉冲宽度计数器都对高频时钟信号进行计数，使得脉冲宽度计数器精确的获取输入脉冲的起始点和结束点，因此输出脉冲不损失输入脉冲的精度。

附图说明

图1为本发明脉冲宽度调制装置第一较佳实施例的组成框图。

图2为本发明脉冲宽度调制装置第二较佳实施例的组成框图。

图3为本发明另一脉冲宽度调制装置的实施例一的组成框图。

图4为本发明另一脉冲宽度调制装置的实施例二的组成框图。

具体实施方式

为使本发明的目的、技术方案和优点更加清楚明白，下面结合实施例和附图，对本发明进一步详细说明。

本发明的核心思想是，采用脉冲宽度阀值寄存器存储脉冲宽度阀值，即输出脉冲所需维持有效电平的时间；脉冲宽度计数器计算脉冲宽度；采用比较器将脉冲宽度计数值与脉冲宽度阀值相比，控制输出脉冲有效电平的结束点，从而得到了所需脉宽的调制脉冲。如果脉冲宽度阀值是根据脉冲间隔计数值的1/2确定的，则还可以得到1∶1占空比的调制脉冲。

本发明的脉冲调制装置，将输入脉冲调制成符合脉宽和占空比要求的输出脉冲。被调制的输入脉冲可以是电能计量芯片的CF脉冲，或者F1、F2脉冲。

以下实施例采用本发明脉冲调制装置对CF脉冲进行调制。假设对CF脉冲的要求如下：输入脉冲频率的低频限为10Hz，高频限为10,000Hz。在低频情况下，即频率低于10Hz时，CF脉冲脉宽维持50ms的高电平；在中频情况下，即频率高于10Hz，且低于10,000Hz时，CF脉冲脉宽维持1∶1的占空比；实际脉冲频率不会高于100,000Hz，但在一种特殊模式下，频率会高于10,000Hz，此时，在高频情况下，即频率高于10,000Hz，CF脉冲脉宽维持固定5μs的高电平。

首先对输出脉冲在中频范围内，输出脉冲要求占空比为1∶1的情况进行说明。图1为本发明脉冲调制装置第一较佳实施例的原理框图。该实施例能够实现对中频和低频情况下的脉冲宽度调制。

参见图1，该脉冲调制装置包括脉冲间隔计数器11、右移运算单元12、脉冲宽度阀值寄存器13、脉冲宽度计数器14和比较器15。RESET为复位信号，控制脉冲间隔计数器11和脉冲宽度计数器14复位，CLOCK时钟为高频时钟信号，本实施例中CLOCK时钟采用电能计量芯片主频时钟信号，脉冲间隔计数器11和脉冲宽度计数器14对该CLOCK时钟计数，即脉冲间隔计数器11和脉冲宽度计数器14的计数值在每个CLOCK时钟到达时累加并输出。

脉冲间隔计数器11，用于计算输入脉冲信号CF_in相邻脉冲上升沿之间的宽度，即CF_in脉冲间隔。CF_in作为脉冲间隔计数器11一次计数开始的触发信号。当一个CF_in上升沿到来，脉冲间隔计数器11将脉冲间隔计数值清零，并开始对CLOCK时钟计数。同时，将脉冲间隔计数值实时输出给右移运算单元12。当下一个CF_in脉冲上升沿到来，脉冲间隔计数器11重新开始计数。RESET信号有效时，脉冲间隔计数器11被设置为脉冲间隔初始值。该值由人为确定。

右移运算单元12接收脉冲间隔计数器11输出的脉冲间隔计数值，计算出1/2脉冲间隔值，并输出给脉冲宽度阀值寄存器13。该1/2脉冲间隔值作为下一个脉冲的脉冲宽度阀值。

脉冲宽度阀值寄存器13，将其存储的脉冲宽度阀值输出给比较器15；在CF_in上升沿到来时，采用从右移运算单元12接收的1/2脉冲间隔值，更新脉冲宽度阀值。该脉冲宽度阀值在下一个CF_in脉冲到来前保持不变。RESET信号有效时，脉冲宽度阀值被设置为脉冲宽度阀值初始值，该脉冲宽度阀值初始值为脉冲间隔初始值的1/2。

脉冲宽度计数器14，在脉冲间隔计数器11开始计数时，该脉冲宽度计数器14也在同一CF_in上升沿的触发下，将脉冲宽度计数值清零，并开始对CLOCK时钟进行计数。同时，将脉冲宽度计数值实时输出给比较器15。当计到脉冲宽度阀值，在比较器15的控制下，脉冲宽度计数器14清零，并停止计数，直到下一个CF_in脉冲的到来。当RESET信号有效时，脉冲宽度计数器14清零。

比较器15，接收脉冲宽度阀值寄存器13输出的脉冲宽度阀值和脉冲宽度计数器14输出的脉冲宽度计数值。当脉冲宽度计数值非零时，比较器输出高电平，否则输出低电平。当脉冲宽度计数值等于脉冲宽度阀值时，比较器15控制脉冲宽度计数器14清零，并停止计数。

本实施例中，比较器15比较脉冲宽度计数器14的计数值与脉冲宽度阀值，当脉冲宽度计数值达到脉冲宽度阀值，也就是到达CF_in脉冲间隔的一半时，控制CF_out从高电平跳变为低电平，并保持到下一个CF_in脉冲的到来，从而实现了CF_out的占空比为1∶1。

虽然在对当前CF_in脉冲进行调制时，脉冲宽度阀值记录的是前一个CF_in脉冲的1/2脉冲间隔，但是由于用于校表的CF脉冲都是均匀的脉冲，因此前后CF_in脉冲的间隔相同，由于这种原因而造成的误差可以忽略不计。

下面举例说明采用本发明脉冲宽度调制装置对中频CF脉冲进行调制的工作原理。假设CF_in脉冲的频率为100Hz，该CF_in脉冲频率满足频率高于10Hz，且低于10,000Hz的情况，因此要求调制后的CF_out脉冲的脉冲间隔为10ms，脉宽占空比为1∶1，即高、低电平均维持5ms。

在电能计量芯片系统复位时，复位信号RESET有效。此时，脉冲间隔计数器11的脉冲间隔计数值设置脉冲间隔初始值；脉冲宽度阀值寄存器13的脉冲宽度阀值设置为1/2脉冲间隔初始值。同时，脉冲宽度计数器14清零；输出脉冲CF_out置0。上述脉冲间隔初始值可以预先设置并存储。复位后，由于脉冲宽度计时器14清零，因此比较器15输出低电平。当CF_in上升沿到来，脉冲间隔计数器11和脉冲宽度计数器14开始计数。脉冲宽度阀值寄存器13此时接收到的是1/2脉冲间隔初始值。

因为无法预测第一个CF_in的脉宽，为了使得比较器15输出的第一个CF_out高电平不要太长，甚至比CF_in的实际脉冲间隔还长，因此将脉冲间隔初始值设置为一个比较小的数值。例如5us，10us。

复位后，本实施例脉冲宽度调制装置开始正常工作。在当前CF_in脉冲到来时，右移运算单元12计算的数值为前一个CF_in脉冲间隔的1/2，即5ms。在当前CF_in脉冲上升沿的触发下，脉冲宽度阀值寄存器13采用接收自右移运算单元12的5ms更新脉冲宽度阀值，并输出给比较器15。在当前CF_in脉冲结束之前，该脉冲宽度阀值保持不变；相应的，比较器15从脉冲宽度阀值寄存器13获取的脉冲宽度阀值也不变，即为5ms。在同一当前CF_in脉冲上升沿的触发下，脉冲间隔计数器11和脉冲宽度计数器14开始从0对CLOCK时钟计数。比较器15比较脉冲宽度计数器14的计数值与脉冲宽度阀值，由于脉冲宽度计数值大于0且小于5ms，因此比较器15输出高电平；当脉冲宽度计数值等于5ms，比较器15控制脉冲宽度计数器14清零，并停止计数。由于在下一个CF_in脉冲到来之前，脉冲宽度计数器14的计数值保持为0，因此比较器15的输出将保持低电平。当下一个CF_in脉冲到来时，脉冲宽度计数器14再次开始计数，比较器15又输出高电平。因此，CF_in经调制后CF_out脉冲间隔刚好维持10ms，其中，高电平为5ms，低电平5ms。实现了调制后脉冲满足占空比为1∶1的要求。

其次对输出脉冲在低频范围内，输出脉冲要求维持固定脉宽的情况进行说明。仍采用图1示出的脉冲宽度调制装置实现低频脉冲宽度调制。

如图1所示，为了实现当CF_in脉冲频率低于某一数值时，CF_out脉冲维持一个固定的高电平，本发明的脉冲宽度调制装置在脉冲间隔计数器11中设置最大门限值。中频情况下，脉冲间隔计数器11对CLOCK时钟进行计数，当下一个CF_in脉冲到来则重新计数。但是当CF_in脉冲的频率较低，脉冲间隔较大时，脉冲间隔计数器11的计数值会超过最大门限值，此时停止计数，直到下一个CF_in脉冲到来则重新计数。因此，脉冲间隔计数器11所计数值在低频情况下会固定为最大门限值。脉冲宽度阀值寄存器13在CF_in脉冲到来时采用右移运算单元12计算的1/2最大门限值更新脉冲宽度阀值，并输出给比较器15。因此该脉冲宽度阀值也为固定的1/2最大门限值。比较器15在脉冲宽度计数值非零时，比较器输出高电平，否则输出低电平。当脉冲宽度计数值等于1/2最大门限值时，比较器15控制脉冲宽度计数器14清零，并停止计数。从而实现了低频CF_in经调制后，输出CF_out脉冲的高电平维持固定的宽度，该宽度为1/2最大门限值。

下面举例说明采用本发明脉冲宽度调制装置对低频CF脉冲进行调制的工作原理。复位时的情况与实现中频脉冲宽度调制的情况相同。复位后，脉冲宽度调制装置开始正常工作。假设最大门限值设置为100ms，当CF_in脉冲频率低于10Hz时，脉冲间隔计数器11计到100ms时停止计数。当下一个CF_in脉冲到来时，脉冲宽度阀值寄存器13将从右移运算单元12中读取的50ms赋值给脉冲宽度阀值。因此在脉冲宽度计数器14计数到50ms时，比较器15输出CF_out脉冲从高电平跳变为低电平，一直保持到下一个CF_in脉冲的到来，再跳变为高电平。从而实现了在CF_in脉冲频率低于10Hz时，CF_out脉冲维持50ms的高电平。

最后对输出脉冲在高频范围内，输出脉冲要求维持恒定的窄脉冲的情况进行说明。图2示出了本发明脉冲宽度调制装置第二较佳实施例的组成框图。该实施例能够实现对高频、中频、低频情况下脉冲宽度的调制。

如图2所示，与图1示出的第一较佳实施例相比，为了实现高频情况下，输出符合要求的CF脉冲，本实施例的脉冲宽度调制装置增加了高频脉冲宽度阀值存储器26和多路选择器(MUX)27。

高频脉冲宽度阀值存储器26，与MUX27相连，用于存储固定脉冲宽度阀值。

MUX27，连接在右移运算单元22与脉冲宽度阀值寄存器23之间。MUX27可以采用二选一的多路选择器，在高频控制信号的控制下，从右移运算单元22和高频脉冲宽度阀值存储器26的输出中选择一个，输出给脉冲宽度阀值寄存器23。该高频控制信号是人为控制，或者采用其它逻辑电路的输出作为该高频控制信号。当高频控制信号有效时，表示当前输入的CF_in为高频信号，MUX27选择高频脉冲宽度阀值存储器26中的固定脉冲宽度阀值作为当前的脉冲宽度阀值。高频控制信号无效时，表示当前输入的CF_in为非高频信号，MUX27选择右移运算单元22的输出值作为当前的脉冲宽度阀值。

比较器25在脉冲宽度计数值非零时，比较器输出高电平，否则输出低电平。当脉冲宽度计数值等于固定脉冲宽度阀值时，比较器25控制脉冲宽度计数器24清零，并停止计数。从而实现了高频CF_in经调制后，输出CF_out脉冲的高电平维持固定的宽度，该宽度为上述固定脉冲宽度阀值。

本实施例中的其它模块的功能与第一较佳实施例中相应模块功能相同。

下面举例说明采用本发明第二较佳实施例的脉冲宽度调制装置对高频CF脉冲进行调制的工作原理。假设高频脉冲宽度阀值存储器存储的固定脉冲宽度阀值为5μs。

在复位时，设置脉冲间隔计数器21的脉冲间隔初始值为高频输入脉冲所要求维持的脉冲宽度值，即10μs；设置脉冲宽度阀值寄存器23的脉冲宽度初始值为5μs。同时，脉冲宽度计数器24清零；输出脉冲CF_out置0。

复位后，脉冲宽度调制装置正常工作。参见图2，由于输入的是高频CF_in，高频控制信号被设置为有效。MUX27选择固定脉冲宽度阀值输出给脉冲宽度阀值寄存器23作为脉冲宽度阀值，并保持不变。因此脉冲宽度计数器24计数到5μs时，比较器25输出从高电平跳变为低电平，一直保持到下一个CF_in脉冲的到来，再跳变为高电平。从而实现了在CF_in脉冲高于10,000Hz时，CF_out脉冲维持5μs的高电平。

在采用本实施例实现对低频和中频CF脉冲的调制时，高频控制信号设置为0。MUX27选择右移运算单元22的输出值作为脉冲宽度阀值寄存器23的输入。MUX27只起到传递数据的作用，并不进行额外的处理。因此，本实施例实现低频和中频CF脉冲脉宽调制的原理，与第一较佳实施例脉冲宽度调制装置实现脉宽低频和中频CF脉冲宽度调制的原理相同。

以上各实施例，为了保证经调制的脉冲不损失输入脉冲精度，脉冲间隔计数器和脉冲宽度计数器都对系统主频时钟CLOCK计数。因此，脉冲间隔计数器能够准确的抓住CF_in的上升沿和下降沿的到来时刻，脉冲间隔计算的准确，间接保证脉冲宽度阀值计算的准确性。同时，脉冲宽度计数器能够在CLOCK的控制下，精确的控制CF_out高电平结束点的时刻，和CF_in脉冲来到的时刻，从而保证输出CF_out脉冲不损耗CF_in脉冲的精度。

对于低频和高频来说，只要求CF_out脉冲维持固定的脉宽。因此可以采用图3示出的本发明另一脉冲宽度调制装置的实施例一的组成框图，对低频和高频脉冲进行调制。

如图3所示，该装置包括脉冲宽度阀值存储单元33、脉冲宽度计数器34和比较器35。RESET为复位信号，控制脉冲宽度计数器34复位；CLOCK时钟为电能计量芯片主频时钟信号。

脉冲宽度阀值存储单元33，存储固定脉冲宽度阀值，输出给比较器35。该单元可以采用数据存储器实现。

脉冲宽度计数器34，在CF_in上升沿的触发下，将脉冲宽度计数值清零，并开始对CLOCK时钟进行计数。同时，将脉冲宽度计数值实时输出给比较器35。当计到脉冲宽度阀值，在比较器35的控制下，脉冲宽度计数器34清零，并停止计数，直到下一个CF_in脉冲的到来。当RESET信号有效时，脉冲宽度计数器34清零。

比较器35，接收脉冲宽度阀值存储单元33输出的固定脉冲宽度阀值和脉冲宽度计数器34输出的脉冲宽度计数值。当脉冲宽度计数值非零时，比较器35输出高电平，否则输出低电平。当脉冲宽度计数值等于固定脉冲宽度阀值时，比较器35控制脉冲宽度计数器34清零，并停止计数。

当采用本实施例的脉冲宽度调制装置调制高频CF_in时，脉冲宽度阀值存储单元33存储高频脉冲宽度阀值，例如5us，则输出的CF_out的脉冲保持5us的高电平；当采用本实施例的脉冲宽度调制装置调制低频CF_in时，脉冲宽度阀值存储单元33存储低频脉冲宽度阀值，例如50ms，则输出的CF_out脉冲保持50ms的高电平。

如果采用一套脉冲宽度调制装置调制高电平和低电平。脉冲宽度阀值存储单元可以采用图4示出的脉冲宽度阀值存储单元400的组成结构。脉冲宽度阀值存储单元400包括高频脉冲宽度阀值存储器401、低频脉冲宽度阀值存储器402和二选一MUX403。控制信号为外接控制信号，可以是人为控制，也可以是外接逻辑电路控制。

高频脉冲宽度阀值存储器401，与二选一MUX403相连，存储高频脉冲宽度阀值；

低频脉冲宽度阀值存储器402，与二选一MUX403相连，存储低频脉冲宽度阀值；

二选一MUX403，在控制信号的控制下，从高频脉冲宽度阀值存储器401和低频脉冲宽度阀值存储器402的输出选择一个，作为比较器35的输入。具体来说，当控制信号表示当前CF_in为高频信号时，该控制信号控制二选一MUX403将高频脉冲宽度阀值输出给比较器35；当控制信号表示当前CF_in为低频信号时，该控制信号控制二选一MUX403将低频脉冲宽度阀值输出给比较器35。

比较器35就可以根据接收的脉冲宽度阀值和脉冲宽度计数值确定CF_out。

本发明的脉冲宽度调制装置也可以用于F1、F2脉冲的调制。与调制CF脉冲相比，在调制F1、F2脉冲时脉冲宽度调制装置的工作过程有以下几点不同：(1)F1、F2脉冲用于驱动电表机械马达，因此频率不会像CF脉冲高于10,000Hz，不存在特殊模式，因此该装置不包括高频脉冲宽度阀值存储器和MUX以及高频控制信号，采用图1示出的本发明脉冲宽度调制装置第一较佳实施例即可。(2)由于F1、F2脉冲为低电平有效，因此脉冲间隔计数器11和脉冲宽度计数器12是在F1、F2输入脉冲的下降沿的触发下开始对CLOCK时钟计数。(3)脉冲宽度阀值寄存器13也是在F1、F2输入脉冲的下降沿到来时将脉冲宽度阀值输出给比较器15。(4)比较器15在脉冲宽度计数器非零时输出低电平，即F1、F2脉冲的有效电平；否则输出高电平。对于低频F1、F2，也可以采用图3或图4示出的本发明另一脉冲宽度调制装置进行调制。

由以上所述可以看出，本发明所提供的脉冲宽度调制装置能够对电能计量芯片的CF脉冲以及F1、F2脉冲进行调制，使得调制后的脉冲达到设定的脉宽、占空比要求。并且脉宽调制准确，经调制脉冲不损失输入脉冲的精度。

综上所述，以上仅为本发明的较佳实施例而已，并非用于限定本发明的保护范围。凡在本发明的精神和原则之内，所作的任何修改、等同替换、改进等，均应包含在本发明的保护范围之内。

Claims (7)

1、一种脉冲宽度调制装置，其特征在于，该装置包括脉冲间隔计数器、脉冲宽度计数器、右移运算单元、脉冲宽度阀值寄存器和比较器；

所述脉冲间隔计数器，用于在输入脉冲到来时，对时钟从零开始计数；并将脉冲间隔计数值输出给右移运算单元；

所述脉冲宽度计数器，用于在所述输入脉冲到来时，对所述时钟从零开始计数，并将脉冲宽度计数值输出给比较器；

所述右移运算单元，用于将所述脉冲间隔计数器输出的脉冲间隔计数值除以2，输出给脉冲宽度阀值寄存器；

所述脉冲宽度阀值寄存器，用于将其存储的脉冲宽度阀值输出给所述比较器；在所述输入脉冲到来时，根据所述右移运算单元输出的计算结果更新所述脉冲宽度阀值；

所述比较器，用于接收所述脉冲宽度计数器输出的脉冲宽度计数值和所述脉冲宽度阀值寄存器输出的脉冲宽度阀值，在所述脉冲宽度计数值为非零时，输出所述输入脉冲的有效电平，否则输出所述输入脉冲的非有效电平；当所述脉冲宽度计数值等于所述脉冲宽度阀值时，该比较器控制所述脉冲宽度计数器清零并停止计数。

2、根据权利要求1所述的装置，其特征在于，所述脉冲间隔计数器设置有最大门限值，所述脉冲间隔计数器在脉冲间隔计数值达到最大门限值时停止计数，并在下一个输入脉冲到来时从零开始计数，所述脉冲宽度阀值寄存器在所述下一个输入脉冲到来时使用所述右移运算单元计算的1/2最大门限值，更新所述脉冲宽度阀值。

3、根据权利要求1所述的装置，其特征在于，当所述输入脉冲的频率高于低频限且低于高频限时，所述脉冲宽度阀值寄存器在输入脉冲到来时根据所述右移运算单元计算的1/2脉冲间隔计数值，更新所述脉冲宽度阀值。

4、根据权利要求1所述的装置，其特征在于，该装置进一步包括高频脉冲宽度阀值存储器和多路选择器；

所述高频脉冲宽度阀值存储器，与所述多路选择器相连，用于存储固定脉冲宽度阀值；

所述多路选择器，用于根据高频控制信号的控制，选择所述固定脉冲宽度阀值或者所述右移运算单元的输出，作为所述脉冲宽度阀值寄存器的输入；

所述右移运算单元，用于将所述脉冲间隔计数器输出的脉冲间隔计数值除以2，输出给所述多路选择器；

当所述输入脉冲的频率高于高频限时，所述高频控制信号控制所述多路选择器将所述固定脉冲宽度阀值输出给所述脉冲宽度阀值寄存器，所述脉冲宽度阀值寄存器在输入脉冲到来时根据所述多路选择器输出的所述固定脉冲宽度阀值，更新所述脉冲宽度阀值。

5、根据权利要求4所述的装置，其特征在于，当所述输入脉冲的频率低于高频限时，所述高频控制信号控制所述多路选择器将所述右移运算单元输出的计算结果，输出给所述脉冲宽度阀值寄存器，所述脉冲宽度阀值寄存器在输入脉冲到来时，根据所述右移运算单元输出的计算结果更新所述脉冲宽度阀值。

6、根据权利要求1至5任意一项所述的装置，其特征在于，所述时钟为高频时钟信号。

7、根据权利要求1所述的装置，其特征在于，复位时，所述脉冲间隔计数器的计数值设置为脉冲间隔初始值，所述脉冲宽度阀值寄存器存储的脉冲宽度阀值设置为所述脉冲间隔初始值的1/2，所述脉冲宽度计数器清零，所述比较器输出所述输入脉冲的无效电平。

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