CN1046633A - 调节电路 - Google Patents

Abstract

一种调节电路，其中-PWM信号(3)控制一转换开关(4)，其输出在不同的直流电压(±U)间转换，并通过一低通滤波器(5)提供一模拟调节电压(Ur)，以建立一具有恒定级数PWM的高分辨率细调范围和低分辨率粗调范围。在两调节范围间的转换点，选择开关(7)根据频率偏移切换两个转换开关(4a，4b)，即在其输入端加不同的直流电压(1V或8V)。本发明特别给出了一种适于调节CD盘或MOD盘速度的频率调节电路。

Description

本发明涉及一种改进的调节电路。

DE-AS2000907中公开了一种调节电路。这种调节频率的电路可用于具有螺旋型轨迹的CD盘或MOD盘等记录介质。在这样一种盘上沿螺旋型轨迹记录一个恒频控制信号，该信号在记录与重放过程中控制记录介质的速度，使在扫描器处的线速度以及相关的扫描速度在整个半径范围内保持恒定。从盘中接收的频率被送入一个处理器，处理器从频率偏移中得出一个脉宽调制信号，而后通过转换开关和低通滤波器为记录介质的速度提供一模拟调节电压。这种处理器为电机速度控制提供一PWM信号，该信号在要由调节电路调整的整个频率偏移范围内有256等级（step）。对于主要在接通时及对调节电路陷波时起作用的粗调来说，256级足够了。然而，对于仅代表整个粗调范围的一小部分的细调固定同步范围来说，剩余的级数不足以精确调整电机速度。与此相反，在这种同步条件下，希望有大的分解力，即在微调范围内有大量的级数，这样一种在微调范围内的大的等级数可通过一个在整个调整区域具有相应扩大了的级数（例如相当于11位的2048级）的处理器来获得。这种处理器在实际上不是总能得到的，因此，人们不得不使用具有8位（相当于256个等级）PWM的处理器。

本发明的目的是开发一种上述类型的调节电路以便能获得一个不影响粗调范围的具有高分解力的细调范围，而不改变处理器给出的PWM级数。

根据本发明，利用两个转换开关建立两个调节范围，不同的直流电压馈入两个开关，选择开关根据特定的偏移在两开关间转换。然而，对于仅代表整个调节范围一小部分的细调范围来说，利用处理器中可得到的全部级数，例如：256级PWM。对于固定同步运行中的细调，即对多数时间来说，根据可获得的PWM的级数能获得高的分辨率。然而，这并未使粗调范围减小。事实上，粗调范围内的分辨率相应减小了。但这并不是一个缺点，因为粗调只在接通时刻和陷波时起作用，这样较少的等级数对于加速陷波过程是有利的。

本发明一般可用来将脉宽调制信号转换成模拟控制电压。本发明可用于激光唱机，MOD唱机，电视接收机及录像机。本发明还可用于解调脉宽调制信号，即将所谓的PWM信号解码以提供一调制到载波上的信号。

下面参照附图以一个频率调节电路的实例说明本发明。

图1是已知调节电路;

图2是根据本发明设计的调节电路;

图3和图4用于解释图2电路的工作。

图1中，电机M驱动一个具有螺旋轨迹的CD或MOD盘。P盘的扫描器A向处理器2提供一记录下来的频率为22KHz的信号1。为获得恒定的扫描速度，必须调整盘P的速度，使得信号1的频率保持为22KHz，而不管特定的扫描半径如何变化，也就是说，必须减小盘外边缘的速度，信号1被送入处理器2，处理器测定信号的频率。在信号1的频率测定基础上，处理器2提供一个频率为8KHz的脉宽调制信号，该信号的脉宽以1∶1的脉宽重复率为基础根据特定的频率偏移被调制。信号3控制转换开关4，其输出在直流电压+U1和-U1之间转换。与转换开关4的输出相连的低通滤波器5提供一个调节电压Ur。此电压的幅度与极性取决于信号1的特定频率偏移。调节电压Ur经放大器6加到电机M的一个输入端并利用信号1的恒定频率控制其转速，使扫描器A有一恒定扫描速度。

图2中，信号3同时控制两个转换开关4a和4b，不同的直流电压，即±1V和±8V被分别加到两个转换开关上。低通滤波器5的输入可由选择开关7根据信号1中的频率偏移在4a和4b间转换。这种转换由一受控变量Us＝f（△f）控制，该变量是处理器2根据信号1中的实际频率偏移确定的，它引起细调范围和粗调范围间的转换。下面将说明细调范围和粗调范围。

图3通过信号1的标称频率f₀的偏移-f1和+f1说明了细调范围。对于细调范围来说，选择开关切换到转换开关4a的输出端，因此可获得±1V的最大控制电压Ur。处理器2在这一调节范围内工作，使±f1的频率偏移引起信号3中100%的脉宽调制。处理器2为调制信号3提供的整个256级在被调范围B1中被分割开，因此导致调节电压Ur的变化2000mV/256＝7.8mV/级。这一值对于稳态同步范围B1中所希望的电机M的频率细调来说是足够小的。

如果电压1中的频率偏移超过±f1，则调节电路不再起作用，因为利用转换开关4a的调节电路不能提供高于±1V的控制电压。因此，选择开关7通过受控变量Us在从调节范围B1到B2的变转点P切换到转换开关4b。通过在转换开关4b输入端的增加了的直流电压（8V），调节电压Ur可呈现为±8V。然而，如果信号3的调制在变换点P保持恒定的100%，调节电压将在这一点将增加100%。因此，信号3的PWM调制的深度在变换点P与选择开关7的运行同步地转变为一个较小值，使得所产生的调节电压首先保持恒定而不管直流电压已从1V增到8V。这种转换发生在例如从99%的调制深度到56%的调制深度之间。这时，电路工作在±f2间的增加的调节范围B2，即所期望的粗调范围。PWM的级数仍是256，因此，这一级数现在在±8V的调节电压范围内分割。因此，信号3的PWM调制的分辨率较低，为16000mv/256＝62.5mv/级。这样，与范围B1相比，分辨率以所期望的形式被降低。根据图4，这种粗调实际上也应在范围B1中起作用，只是分辨率相应低了。但是，在这一范围内，选择开关7通过切换到利用转换开关4a的细调而切断粗调。

根据信号1中的频率偏移量的不同，具有高分辨率的利用±1V调节电压范围的±f1偏移间的细调范围或具有低分辨率的±f2偏移的粗调范围B2起作用。也可用一个由信号3操作的转换开关来代替加有不同直流电压的两个转换开关4a和4b，可在此转换开关的输入端有选择地加不同的直流电压。单个转换开关的输入端可由一电子稳压电源供电，此电源的输出可通过利用受控变量Us影响控制电路而在1V和8V间变换。这样，选择开关7就变得多余了，而由受控变量Us影响供电，来控制单个的转换开关4在范围B1和B2间转换。此外，也可有两个以上的转换开关，被馈给不同的直流电压以区别两个以上的调节范围。加到一个转换开关输入端上的特定直流电压不必具有相同值，正值或负值。它们可是同一极性的不同值。如果信号1的标称频率为22KHz，就目前所描述的情况，调节电压Ur的直流平均值为Ur＝0。这特别能够调节具有不同工作点的不同电机的标称速度。由于这种调整是以微处理器调节的形式，每当装置接通时，都可在一个暂短的试车阶段（大约1秒）内完成，因而，电动机的老化和其数据的改变能得到补偿。

以上借助频率调节说明了本发明。本发明也适用于相位调节电路或频率与相位调节相结合的电路，例如用来调节振荡器（VCO）的同步电压的频率和相位，以从信号中产生一个PCM周期或用于电视接收机中的扫描电路的PLL电路。

Claims (7)

1、一种调节电路，其中从一偏移确定的PWM信号(3)将一转换开关(4)的输出在两不同的直流电压(+U和-U)间转换，此输出与一低通滤波器(5)相连，滤波器(5)提供一模拟调节电压(Ur)，此调节电路的特征在于：低通滤波器5的输入可通过一个转换开关(7)根据偏移(f1，f2)切换到另第二转换开关(4b)的输出，转换开关(4b)也由所述PWM信号(3)控制，与第一转换开关(4a)不同的直流电压(±8V)加到开关(4b)上。

2、根据权利要求1的调节电路，分别加到一个转换开关（4a，4b）输入端的两个直流电压同值异号。

3、根据权利要求1的电路，其特征在于：具有低直流电压（±1V）的第一转换开关（4a）用于对小频偏（±f1）进行100%脉宽调制的细调，范围（B1），具有高直流电压（±8V）的第二转换开关（4b）用于对大频偏（±f2）进行100%脉宽调制的粗调范围（B2）。

4、根据权利要求3的电路，其特征在于：在从细调范围（B1）到粗调范围（B2）的转换点（P），PWM调制深度随着加到起作用用的转换开关（4a，4b）的直流电压（1V或8V）的增加而减小，使产生的模拟调节电压（Ur）在两个调节范围连续发展。

5、根据权利要求1的电路，其特征在于：所述的两个转换开关（4a，4b）和选择开关（7）由一个转换开关代替，其输入端可有选择地加直流电压（1V，8V）。

6、根据权利要求1的电路，其特征在于：由转换开关（4a）确定的细调范围（B1）的位置处于另一转换开关（4b）确定的粗调范围（B2）之内的任何有利的位置处。

7、根据权利要求1的电路，其特征在于：细调范围的宽度及分辨率与粗调范围（B2）相比较小。

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