CN102237863A - 数位信号处理器 - Google Patents

Abstract

本发明是有关于一种数位信号处理器，其包括动作控制模块、停滞带模块、脉波宽度调变截波模块、时基子模块、触发模块、高解析度脉波宽度调变模块及用户端分析模块。此数位信号处理器借由分析使用者输入的用户端需求资讯，回推计算以产生系统参数设定值，再将系统参数设定值输入对应的脉波宽度调变截波模块、停滞带模块、高解析度脉波宽度调变模块及时基子模块，以输出用户端所需的脉波宽度调变信号，从而在简化脉波宽度调变模块的设定步骤的基础上避免许多繁琐的计算步骤以快速地产生精确的用户端需求信号。

Description

数位信号处理器

技术领域

本发明涉及一种数位信号处理器，特别是涉及一种用来分析用户需求而产生高解析度脉波宽度调变信号的数位信号处理器。

背景技术

脉波宽度调变(Pulse Width Modulation，PWM)模块是利用微处理器的数位输出对类比电路进行控制的一种电子电力技术，并已经广泛地应用在测量、通讯以及功率控制等领域中。

举例来说，因为类比电路输出的电压容易随时间漂移，因而难以调节控制。为了解决上述问题，可利用脉波宽度调变模块对类比信号电位进行数位编码。具体而言，可借由使用高解析度计数器，根据被调变方波的责任周期(Duty Cycle)来对一个具体类比信号的电位进行编码。脉波宽度调变模块具有信号数位化、噪音杂讯影响低等优点，因此非常适合应用于电源转换器中。

然而，在设定脉波宽度调变模块时仍需要与其他模块配合使用，并且还要计算出对应的参数，才可使脉波宽度调变模块输出使用者所需的频率、相位位移及责任周期。而且在这一连串过程中还需要经过许多繁琐的步骤反复计算，才能运算出各模块所需的参数。此外，更严重的问题是所有设定都必须要手动执行。上述这些存在的问题对于开发脉波宽度调变模块的进展速度有着很大的影响。

由此可见，上述现有的脉波宽度调变模块在结构与使用上，显然仍存在有不便与缺陷，而亟待加以进一步改进。为了解决脉波宽度调变模块存在的问题，相关厂商莫不费尽心思来谋求解决之道，但长久以来一直未见适用的设计被发展完成，而一般产品又没有适切的结构能够解决上述问题，此显然是相关业者急欲解决的问题。因此如何创设一种能简化脉波宽度调变模块的设定步骤从而可以快速地分析用户需求而产生高解析度脉波宽度调变信号的数位信号处理器，实属当前重要研发课题之一，也成为当前业界极需改进的目标。

有鉴于上述现有的脉波宽度调变模块存在的缺陷，本发明人基于从事此类产品设计制造多年丰富的实务经验及专业知识，并配合学理的运用，积极加以研究创新，以期创设一种新型结构的数位信号处理器，能够改进一般现有的脉波宽度调变模块，使其更具有实用性。经过不断的研究、设计，并经过反复试作样品及改进后，终于创设出确具实用价值的本发明。

发明内容

本发明的目的在于，克服现有的脉波宽度调变模块存在的缺陷，而提供一种新型结构的数位信号处理器，所要解决的技术问题是使其利用用户端分析模块判断需要使用的模块，并直接指定各模块的参数设定值，以简化脉波宽度调变模块的设定步骤从而快速地产生高解析度脉波宽度调变信号即精确的用户需求信号，从而更加适于实用。

本发明的目的及解决其技术问题是采用以下技术方案来实现的。依据本发明提出的数位信号处理器，包括一动作控制模块、一停滞带模块、一脉波宽度调变截波模块、一时基子模块、一触发模块、M组高解析度脉波宽度调变模块及一用户端分析模块；其中，用户端分析模块，接收包括一脉波宽度调变频率值、一停滞带值、一责任周期值及一相位位移值其中之一的用户端需求资讯后，经计算以产生一系统参数设定值，并将系统参数设定值提供给数位信号处理器作为初始化设定，以产生精确的用户端需求信号，其中系统参数设定值包括提供给脉波宽度调变截波模块的一周期设定参数、提供给停滞带模块的一停滞带设定参数、提供给M组高解析度脉波宽度调变模块的一责任周期设定参数以及提供给时基子模块的N组相位设定参数。

本发明的目的及解决其技术问题还可采用以下技术措施进一步实现。

前述的数位信号处理器，其中所述的周期设定参数是通过将所述的数位信号处理器的一系统频率除以两倍的所述的脉波宽度调变频率值而产生。

前述的数位信号处理器，其中所述的停滞带设定参数是通过将所述的停滞带值除以一计时器值而产生，所述的计时器值是通过以所述的脉波宽度调变频率值的倒数除以两倍的所述的周期设定参数而产生。

前述的数位信号处理器，其中所述的责任周期设定参数为一数位化责任周期时间及一数位化停滞带时间之和，所述的数位化责任周期时间是通过所述的脉波宽度调变频率值的倒数乘以所述的责任周期值并以数位值表示，所述的数位化停滞带时间是通过所述的停滞带值以数位值表示。

前述的数位信号处理器，其中所述的N组相位设定参数中，第N组相位设定参数是通过两倍的所述周期设定参数乘以所述的相位位移值并乘以“N-1”的值而产生。

本发明与现有技术相比具有明显的优点和有益效果。借由上述技术方案，本发明数位信号处理器可达到相当的技术进步性及实用性，并具有产业上的广泛利用价值，其至少具有下列优点：

1.借由用户端分析模块分析用户端需求资讯，进而产生各模块所需的参数设定值，以免除重复计算产生的困扰。

2.可直接将用户端需求资讯输入用户端分析模块中，以直接产生所需的脉波宽度调变输出，进而加速使用脉波宽度调变模块功能开发技术。

综上所述，本发明是有关于一种数位信号处理器，其包括动作控制模块、停滞带模块、脉波宽度调变截波模块、时基子模块、触发模块、高解析度脉波宽度调变模块及用户端分析模块。此数位信号处理器借由分析使用者输入的用户端需求资讯，回推计算以产生系统参数设定值，再将系统参数设定值输入对应的脉波宽度调变截波模块、停滞带模块、高解析度脉波宽度调变模块及时基子模块，以输出用户端所需的脉波宽度调变信号，从而在简化脉波宽度调变模块的设定步骤的基础上避免许多繁琐的计算步骤以快速地产生精确的用户端需求信号。本发明在技术上有显着的进步，并具有明显的积极效果，诚为一新颖、进步、实用的新设计。

上述说明仅是本发明技术方案的概述，为了能够更清楚了解本发明的技术手段，而可依照说明书的内容予以实施，并且为了让本发明的上述和其他目的、特征和优点能够更明显易懂，以下特举较佳实施例，并配合附图，详细说明如下。

附图说明

图1是为本发明一种数位信号处理器的电路方框实施例图。

【主要元件符号说明】

10：动作控制模块

20：停滞带模块

30：脉波宽度调变截波模块

40：时基子模块

50：触发模块

60、60a、60b、60c：高解析度脉波宽度调变模块

70：用户端分析模块

具体实施方式

为更进一步阐述本发明为达成预定发明目的所采取的技术手段及功效，以下结合附图及较佳实施例，对依据本发明提出的数位信号处理器其具体实施方式、结构、特征及其功效，详细说明如后。

图1是本发明一种数位信号处理器的电路方框实施例图。如图1所示，本实施例为一种用来分析用户需求而产生高解析度脉波宽度调变信号的数位信号处理器，其包括一动作控制模块10、一停滞带模块20、一脉波宽度调变截波模块30、一时基子模块40、一触发模块50、M组高解析度脉波宽度调变(PWM)模块60及一用户端分析模块70，其中动作控制模块10设定为输出，而触发模块50则设定为上缘触发。

本实施例的特征为：利用用户端分析模块70接收一用户端需求资讯，并根据用户端需求资讯计算产生一系统参数设定值，之后又将系统参数设定值提供给数位信号处理器中对应的模块作初始化设定，进而产生精确的用户端需求信号。

其中，用户端需求资讯包括一脉波宽度调变频率值、一停滞带值、一责任周期值及一相位位移值，而系统参数设定值则包括一周期设定参数、一停滞带设定参数、一责任周期设定参数及N组相位设定参数。

用户端分析模块70除了接收脉波宽度调变频率值、停滞带值、责任周期值及相位位移值外，也接收数位信号处理器的一系统频率，并且用户端分析模组70会根据接收到的用户端需求资讯进行运算，以产生系统参数设定值。而且用户端分析模块70具有多臂输出的功能，可将系统参数设定值直接指定至对应的模块中。

其中，周期设定参数是将系统频率除以两倍的脉波宽度调变频率值而产生，周期设定参数则是提供给脉波宽度调变截波模块30作为初始设定参数。停滞带设定参数提供给停滞带模块20作为初始设定参数，而停滞带设定参数是将停滞带值除以一计时器值而产生，其中计时器值是脉波宽度调变频率值的倒数除以两倍的周期设定参数。

责任周期设定参数则是提供给M组高解析度脉波宽度调变模块60作为初始设定参数。责任周期设定参数是已经过数位化的数值，其为一数位化责任周期时间及一数位化停滞带时间之和。其中，数位化责任周期时间是脉波宽度调变频率值的倒数乘以责任周期值，并再改以数位值表示，而数位化停滞带时间则是将停滞带值以数位值表示。

N组相位设定参数用以提供给时基子模块40作为初始设定值。在N组相位设定参数中，第N组相位设定参数是通过两倍的周期设定参数乘以相位位移值再乘以“N-1”的值而产生。

因此可利用用户端分析模块70分析使用者输入的用户端需求资讯，进而借由用户端分析模块70进行运算，并直接指定系统参数设定值至对应的模块中，以达到简化设定脉波宽度调变模块60步骤的功效。此外，用户端分析模块70也可适用于各种脉波宽度调变技术，并且可以应用于电源转换器中，用以更为准确地调控电源输出。

以下进一步举例说明本实施例的各项运算过程，其中系统频率为60MHz(输入的波形为对称波形)，而用户端分析模块70接收使用者输入的脉波宽度调变频率值、停滞带值、责任周期值及相位位移值分别为100kHz、500ns、30％及33％。根据上述各项系统参数设定值的计算方式可知，系统参数设定值中：

周期设定参数＝60MHz/(100kHz*2)＝300；

此外，可运用高解析度脉波宽度调变模式将脉波宽度调变频率值的倒数以数位值表示，而脉波宽度调变频率值的倒数即为10us，而以15bit的数位值表示则为32768。因此可以32768作为参考数值并推导出：

责任周期时间＝(1/100kHz)*30％＝3us；

数位化责任周期时间＝32768*(3us/10us)＝9830；

数位化停滞带时间＝32768*(500ns/10us)＝1638。

因此，责任周期设定参数＝9830+1638＝11468。

假设数位信号处理器中包括了三组高解析度脉波宽度调变模块60a、60b、60c，并且是三相输出，则可将第一组高解析度脉波宽度调变模块60a设为主要的脉波宽度调变模块，并且相位位移值设定为0(设定为master)，因此其周期值为600(＝2*300)，而第二组高解析度脉波宽度调变模块60b及第三组高解析度脉波宽度调变模块60c的相位设定参数则设定为Slave。并且第二组相位设定参数及第三组相位设定参数分别为：

综上所述，可借由用户端分析模块70将数位信号处理器中各模块所需的参数指定至对应的模块中，以使得高解析度脉波宽度调变模块60可输出使用者所需的精确的脉波宽度调变信号。

以上所述，仅是本发明的较佳实施例而已，并非对本发明作任何形式上的限制，虽然本发明已以较佳实施例揭露如上，然而并非用以限定本发明，任何熟悉本专业的技术人员，在不脱离本发明技术方案范围内，当可利用上述揭示的技术内容作出些许更动或修饰为等同变化的等效实施例，但凡是未脱离本发明技术方案的内容，依据本发明的技术实质对以上实施例所作的任何简单修改、等同变化与修饰，均仍属于本发明技术方案的范围内。

Claims (5)

1.一种数位信号处理器，包括一动作控制模块、一停滞带模块、一脉波宽度调变截波模块、一时基子模块、一触发模块、M组高解析度脉波宽度调变模块及一用户端分析模块，其特征为：所述的用户端分析模块，接收包括一脉波宽度调变频率值、一停滞带值、一责任周期值及一相位位移值其中之一的用户端需求资讯后，经计算以产生一系统参数设定值，并将所述的系统参数设定值提供给所述的数位信号处理器作为初始化设定，以产生精确的所述的用户端需求信号，其中所述的系统参数设定值包括提供给所述的脉波宽度调变截波模块的一周期设定参数、提供给所述的停滞带模块的一停滞带设定参数、提供给所述的M组高解析度脉波宽度调变模块的一责任周期设定参数以及提供给所述的时基子模块的N组相位设定参数。

2.如权利要求1所述的数位信号处理器，其特征在于：所述的周期设定参数是通过将所述的数位信号处理器的一系统频率除以两倍的所述的脉波宽度调变频率值而产生。

3.如权利要求1所述的数位信号处理器，其特征在于：所述的停滞带设定参数是通过将所述的停滞带值除以一计时器值而产生，所述的计时器值是通过以所述的脉波宽度调变频率值的倒数除以两倍的所述的周期设定参数而产生。

4.如权利要求1所述的数位信号处理器，其特征在于：所述的责任周期设定参数为一数位化责任周期时间及一数位化停滞带时间之和，所述的数位化责任周期时间是通过所述的脉波宽度调变频率值的倒数乘以所述的责任周期值并以数位值表示，所述的数位化停滞带时间是通过所述的停滞带值以数位值表示。

5.如权利要求1所述的数位信号处理器，其特征在于：所述的N组相位设定参数中，第N组相位设定参数是通过两倍的所述周期设定参数乘以所述的相位位移值并乘以“N-1”的值而产生。

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