CN112234958B - 一种脉冲信号的占空比检测方法及检测电路 - Google Patents

Abstract

本发明公开了一种占空比检测方法及检测电路，用于脉冲信号的占空比检测，该占空比检测方法按照设定的时钟周期连续检测脉冲信号电平，对该脉冲信号的高电平和低电平的检测结果进行计数获得计数值，根据该计数值与参考值的比较结果判断该脉冲信号的占空比是否达标。该占空比检测电路包括计数电路和判定电路，计数电路用于根据时钟周期对待测脉冲信号的高电平和低电平的检测结果进行计数获得计数值，判定电路根据该计数值判定该脉冲信号的占空比是否达标，本申请的检测方案判断便捷有效。

Description

一种脉冲信号的占空比检测方法及检测电路

技术领域

本发明涉及电力电子领域，更具体地说，涉及一种脉冲信号的占空比检测方法及检测电路。

背景技术

脉冲宽度调制(Pulse Width Modulation，PWM)技术在模拟控制电路中是一种常见的技术，目前被广泛地应用于功率控制与变换、测量以及通信等众多领域中。

对于一个具有高低电平的脉冲信号，例如时钟信号或者是具有高低电平的占空比信号，需要判断该信号的占空比是否满足设定的占空比阈值要求，以便决定该高低电平信号是否继续传输给后级电路使用。

其中，该脉冲信号的占空比表示该脉冲信号的一个周期内的高电平和总时间(包括高电平时间和低电平时间)的比例关系，而实际的脉冲信号的高低电平在信号中的时序并非为完全规则的，在该脉冲信号的时序中某一周期时段内的信号的占空比可能会超出设定的占空比阈值，进而对后级使用电路造成意外损伤。

发明内容

有鉴于此，本发明的目的在于提供一种脉冲信号的占空比检测方法及检测电路，用以解决被检测的脉冲信号占空比是否达标的技术问题。

本发明的技术解决方案是，提供一种脉冲信号的占空比检测方法，包括：

S1：按照设定周期的时钟信号连续检测所述脉冲信号，根据所述时钟信号对所述脉冲信号的电平检测结果进行计数以获得计数值；

S2：根据所述计数值与参考值的比较判断所述脉冲信号的占空比是否达到占空比阈值。

进一步地，根据所述时钟信号对所述脉冲信号的电平检测结果进行计数以获得计数值具体包括：

设置初始计数值；

若检测所述脉冲信号为高电平，则进行增计数；

若检测所述脉冲信号为低电平，则进行减计数；

所述计数值为最终计数值，所述最终计数值为所述初始计数值进行增计数和减计数的运算结果。

进一步地，包括：所述增计数的增步长设置方法为：根据所述占空比阈值设置所述增步长，以及，

所述减计数的减步长设置方法为：根据所述占空比阈值设置所述减步长。

进一步地，包括：根据所述计数值与参考值的比较判断所述脉冲信号的占空比是否达到占空比阈值具体包括：

所述参考值包括上限值和下限值，根据预设的计数深度设置所述上限值和下限值的大小。

进一步地，包括：所述最终计数值与所述上限值和/或下限值进行比较，以判断所述脉冲信号的占空比是否达到所述占空比阈值。

进一步地，包括：所述预设的计数深度根据预设的计数周期与所述时钟信号的周期的比值以及期望的计数精度确定。

进一步地，包括：根据所述上限值和下限值的大小设置所述初始计数值的大小。

进一步地，包括：根据所述占空比阈值定义被检测的所述脉冲信号的信号检测长度，所述时钟信号在信号检测长度的开始时刻检测所述脉冲信号；

当判断所述脉冲信号的占空比达到所述占空比阈值时，则停止检测及计数，否则，则持续检测计数直至完成所述脉冲信号的信号检测长度内的所有电平情况。

依据本发明的一种脉冲信号的占空比检测电路，包括：

计数器，接收所述脉冲信号，用于根据设定周期的时钟信号连续检测所述脉冲信号，根据所述时钟信号对所述脉冲信号的电平检测结果进行计数以获得计数值；

判定电路，与所述计数电路连接，用于根据所述计数值与参考值的比较结果判断所述脉冲信号的占空比是否达标。

进一步地，包括：计数步长设定电路，与所述计数器连接，用于根据占空比阈值获得增计数的增步长和减计数的减步长并提供至所述计数器。

进一步地，包括：上下限值设定电路，产生所述参考值的上限值和下限值，

其中，根据预设的计数深度设置所述上限值和下限值的大小，所述预设的计数深度根据所述计数周期、所述时钟信号的周期以及期望的计算精度确定。

采用本发明的技术方案，占空比检测方案设定一定周期的时钟信号连续检测脉冲信号电平，对该脉冲信号的高电平和低电平的检测结果进行计数获得计数值，根据该计数值与参考值的比较结果判断该脉冲信号的占空比是否达标，本申请的检测方案判断便捷有效。

附图说明

图1为本发明的一种脉冲信号的占空比检测方法的流程图；

图2为依据本发明的一个计数周期中脉冲信号的时序图；

图3为依据本发明的一种脉冲信号的占空比检测电路的示意图。

具体实施方式

以下结合附图对本发明的优选实施例进行详细描述，但本发明并不仅仅限于这些实施例。本发明涵盖任何在本发明的精神和范围上做的替代、修改、等效方法以及方案。

为了使公众对本发明有彻底的了解，在以下本发明优选实施例中详细说明了具体的细节，而对本领域技术人员来说没有这些细节的描述也可以完全理解本发明。

在下列段落中参照附图以举例方式更具体地描述本发明。需说明的是，附图均采用较为简化的形式且均使用非精准的比例，仅用以方便、明晰地辅助说明本发明实施例的目的。

如图1所示为本发明的一种脉冲信号的占空比检测方法的流程图，图2为一实施例的脉冲信号的时序图。

在一实施例中，所述检测方法包括步骤1：按照设定周期的时钟信号连续检测所述脉冲信号；根据所述时钟信号对所述脉冲信号的电平检测结果进行计数以获得计数值。

这里，所述被检测的脉冲信号设有一个信号检测长度，信号检测长度为用户根据需求的占空比阈值来定义，用户在定义占空比阈值的时候需一并定义被检测脉冲信号的信号检测长度，占空比阈值和信号检测长度可根据使用的场景设定。具体地，所述时钟信号在信号检测长度的开始时刻连续检测所述脉冲信号。

具体地，信号检测长度的时间设为T，T可以根据实际的脉冲信号规律性决定，当脉冲信号为周期信号时，T可以为一个工作周期，当脉冲信号为非周期信号时，T可以为脉冲信号的一段时间长度，时间长度的长短可根据需求设定。设定时钟信号的周期为t，例如t可以为1μs或者时1ms或者是1s，周期的大小根据实际需要选择。

进一步，根据所述时钟信号在对所述脉冲信号的电平检测结果进行计数以获得计数值具体包括设置初始计数值；若检测所述脉冲信号为高电平，则进行增计数；若检测所述脉冲信号为低电平，则进行减计数。其中，所述增计数的增步长以及所述减计数的减步长的设置方法为：根据所述占空比阈值设置所述增步长和所述减步长，设置方法为：例如，占空比阈值为z％，则所述增步长和减步长的设定规则可以为S1/S2＝(1-z％)/(z％)，其中，S1为增步长，S2为减步长，如目标占空比为10％，则增步长比减步长为9比1，可设置增步长为9，减步长为1，即检测到高电平时则在当前计数值基础上加9，检测到低电平时则在当前计数值基础上减1。

本实施例中，所述计数值为最终计数值，所述最终计数值为所述初始计数值进行增计数和减计数的运算结果。具体运算情况以图2中的时序图为例进行说明，所述初始计数值记为V₀，假设从t1开始计数，在t1时间段内，检测到三个低电平，则减计数3*1，t1结束时刻的最终计数值为V_终＝V₀-3*1，之后，在t2时间段内，检测到一个高电平，则增计数9*1，t2结束时刻的最终计数值为V_终＝V₀-3*1+1*9，之后，在t3时间段内，检测到两个低电平，则减计数2*1，t3结束时刻的最终计数值为V_终＝V₀-3*1+1*9-2*1，依此类推。

在一实施例中，所述检测方法还包括步骤2，所述步骤2包括：根据所述计数值与参考值的比较判断所述脉冲信号的占空比是否达到占空比阈值,。

具体地，所述参考值包括上限值和下限值，根据预设的计数深度设置所述上限值和下限值的大小。其中，所述预设的计数深度根据计数周期与所述时钟信号的周期的比值以及期望的计算精度确定。例如，预设计数周期T设为1000ms，所述时钟信号的周期t设为1ms，T/t＝1000，预设的占空比阈值设为10％，期望的计算精度为2％，则T_深满足的公式为：

公式1中，其中x代表计数周期内高电平的时钟周期数的最大值，T_深代表计数深度，式1中上面公式表示高电平总步长减低电平总步长需要大于T_深/2；下面公式表示x的值需要达到2％精度，则最后计算可得x＝120，T_深＝400，也就是说在计数周期内高电平的时钟周期数在最大值的情况下，计数深度设置400，可满足实际需求。预设的计数深度确定后，则可设置上下限的值大小，例如，上述的计数深度为400，可设置上限值为400，下限值为零，然后根据所述上限值和下限值的大小设置所述初始计数值的大小，例如可设置初始计数值为200。

在步骤1中，最终计数值为V_终将与所述上限值和/或下限值进行比较，例如，仅设置最终计数值V_终与所述上限值进行比较，当最终计数值V_终超过所述上限值时，则判定所述脉冲信号的占空比超过了占空比阈值；或者是仅设置最终计数值V_终与所述下限值进行比较，当最终计数值V_终低于所述下限值时，则判定所述脉冲信号的占空比没有达到占空比阈值的要求；或者是设置最终计数值V_终与所述上限值和所述下限值均进行比较，只要触碰到其中一个限值时，则判定所述脉冲信号的占空比不符合所述占空比阈值的要求。

最后，在信号检测长度之内，当判断所述脉冲信号的占空比达到所述占空比阈值时，则停止检测及计数，否则，则持续检测计数直至完成所述脉冲信号的信号检测长度内的所有电平情况。例如，信号检测长度为1000ms，当在时间达到500ms时，最终计数值V_终触碰到所述上限值或者所述下限值，则表示此次被检测的脉冲信号的占空比不符合要求，这时则停止计数，用户可以选择不适用该脉冲信号或者是调整该脉冲信号的占空比重新按照上述的方式进行判断占空比；或者是，当在时间达到1000ms时，最终计数值V_终仍没有触碰到所述上限值或者所述下限值，则表示此次被检测的脉冲信号的占空比符合要求。

更进一步，当所述脉冲信号为周期信号，所述计数周期等于所述脉冲信号的周期，在当前所述计数周期的时间段内，当判断所述脉冲信号的占空比达到占空比阈值时，则停止计数直至下一个周期重新开始计数。

依据本发明的脉冲信号占空比测试方法，测试方便快捷，且判断准确。

图3为依据本发明的一种脉冲信号的占空比检测电路的示意图。所述脉冲信号的占空比检测电路包括计数器和判定电路：

所述计数器接收所述脉冲信号，用于根据设定周期的时钟信号连续检测所述脉冲信号，根据所述时钟信号在计数周期的时间段内对所述脉冲信号的电平检测结果进行计数以获得计数值；判定电路，与所述计数电路连接，用于根据所述计数值与参考值的比较结果判断所述脉冲信号的占空比是否达标。

进一步地，所述检测电路还包括计数步长设定电路，计数步长设定电路与所述计数器连接，用于根据占空比阈值获得增计数的增步长和减计数的减步长并提供至所述计数器。

进一步地，所述检测电路还包括上下限值设定电路，上下限值设定电路产生所述参考值的上限值和下限值，其中，根据预设的计数深度设置所述上限值和下限值的大小，所述预设的计数深度根据所述计数周期、所述时钟信号的周期以及期望的计算精度确定。

以上所述的实施方式，并不构成对该技术方案保护范围的限定。任何在上述实施方式的精神和原则之内所作的修改、等同替换和改进等，均应包含在该技术方案的保护范围之内。

Claims (8)

1.一种脉冲信号的占空比检测方法，包括：

S1：按照设定周期的时钟信号连续检测所述脉冲信号，根据所述时钟信号对所述脉冲信号的电平检测结果进行加/减计数以获得计数值，所述脉冲信号设有一个信号检测长度，

S2：根据所述计数值与参考值的比较判断所述脉冲信号的占空比是否达到占空比阈值，所述参考值包括上限值和下限值，根据预设的计数深度设置所述上限值和下限值的大小；

其中，根据所述时钟信号对所述脉冲信号的电平检测结果进行计数以获得计数值具体包括：设置初始计数值；若检测所述脉冲信号为高电平，则进行增计数；若检测所述脉冲信号为低电平，则进行减计数；所述计数值为最终计数值，所述最终计数值为所述初始计数值进行增计数和减计数的运算结果；

其中，所述增计数的增步长设置方法为：根据所述占空比阈值设置所述增步长，以及，所述减计数的减步长设置方法为：根据所述占空比阈值设置所述减步长。

2.根据权利要求1所述的检测方法，包括：所述最终计数值与所述上限值和/或下限值进行比较，以判断所述脉冲信号的占空比是否达到所述占空比阈值。

3.根据权利要求1所述的检测方法，包括：所述预设的计数深度根据预设的计数周期与所述时钟信号的周期的比值以及期望的计数精度确定。

4.根据权利要求1所述的检测方法，包括：根据所述上限值和下限值的大小设置所述初始计数值的大小。

5.根据权利要求1所述的检测方法，包括：

根据所述占空比阈值定义被检测的所述脉冲信号的信号检测长度，所述时钟信号在信号检测长度的开始时刻检测所述脉冲信号；

当判断所述脉冲信号的占空比达到所述占空比阈值时，则停止检测及计数，否则，则持续检测计数直至完成所述脉冲信号的信号检测长度内的所有电平情况。

6.一种脉冲信号的占空比检测电路，包括：

计数器，接收所述脉冲信号，用于根据设定周期的时钟信号连续检测所述脉冲信号，根据所述时钟信号对所述脉冲信号的电平检测结果进行加/减计数以获得计数值，所述脉冲信号设有一个信号检测长度，

判定电路，与所述计数器连接，用于根据所述计数值与参考值的比较结果判断所述脉冲信号的占空比是否达标，所述参考值包括上限值和下限值，根据预设的计数深度设置所述上限值和下限值的大小；

其中，根据所述时钟信号对所述脉冲信号的电平检测结果进行计数以获得计数值具体包括：设置初始计数值；若检测所述脉冲信号为高电平，则进行增计数；若检测所述脉冲信号为低电平，则进行减计数；所述计数值为最终计数值，所述最终计数值为所述初始计数值进行增计数和减计数的运算结果；

其中，所述增计数的增步长设置方法为：根据所述占空比阈值设置所述增步长，以及，所述减计数的减步长设置方法为：根据所述占空比阈值设置所述减步长。

7.根据权利要求6所述的检测电路，包括：

计数步长设定电路，与所述计数器连接，用于根据占空比阈值获得增计数的增步长和减计数的减步长并提供至所述计数器。

8.根据权利要求6所述的检测电路，包括：

上下限值设定电路，产生所述参考值的上限值和下限值，

其中，根据预设的计数深度设置所述上限值和下限值的大小，所述预设的计数深度根据计数周期、所述时钟信号的周期以及期望的计算精度确定。

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