CN113162589A

CN113162589A - 时序调整方法、终端设备及存储介质

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Publication number: CN113162589A
Application number: CN202110202685.8A
Authority: CN
Inventors: 许志尤; 陈思颖; 施铭镛; 王亮舒
Original assignee: Weifang Goertek Microelectronics Co Ltd
Current assignee: Weifang Goertek Microelectronics Co Ltd
Priority date: 2021-02-23
Filing date: 2021-02-23
Publication date: 2021-07-23
Also published as: WO2022179298A1

Abstract

本发明公开了一种时序调整方法，包括以下步骤：获取第一脉冲宽度调制波形的占空比，其中，在所述第一脉冲宽度调制波形的一信号周期内，低电平状态连续设置；基于所述占空比对所述第一脉冲宽度调制波形的低电平状态进行时序调整，生成第二脉冲宽度调制波形，其中，在所述第二脉冲宽度调制波形的一信号周期内，低电平状态离散设置，且所述第一脉冲宽度调制波形的占空比与所述第二脉冲宽度调制波形的占空比相同。本发明还公开了一种终端设备及计算机可读存储介质，达成了提高脉冲宽度调制输出电压和/或电流的平滑度的效果。

Description

时序调整方法、终端设备及存储介质

技术领域

本发明涉及冲宽度调制技术领域，尤其涉及时序调整方法、终端设备及计算机可读存储介质。

背景技术

随着电子技术的发展，出现了多种PWM(Pulse width modulation，脉冲宽度调制)技术，其中包括：相电压控制PWM、脉宽PWM法、随机PWM、SPWM法、线电压控制PWM等。

在一些PWM技术的实际应用过程中，在PWM波形的一信号周期内，高电平和低电平联系在一起。这样会导致产生较大的电压或者电流的突降。

上述内容仅用于辅助理解本发明的技术方案，并不代表承认上述内容是现有技术。

发明内容

本发明的主要目的在于提供一种时序调整方法、终端设备及计算机可读存储介质，旨在达成提高脉冲宽度调制输出电压和/或电流的平滑度的效果。

为实现上述目的，本发明提供一种时序调整方法，所述时序调整方法包括以下步骤：

获取第一脉冲宽度调制波形的占空比，其中，在所述第一脉冲宽度调制波形的一信号周期内，低电平状态连续设置；

基于所述占空比对所述第一脉冲宽度调制波形的低电平状态进行时序调整，生成第二脉冲宽度调制波形，其中，在所述第二脉冲宽度调制波形的一信号周期内，低电平状态离散设置，且所述第一脉冲宽度调制波形的占空比与所述第二脉冲宽度调制波形的占空比相同。

可选地，所述时序调整方法还包括：

获取所述第一脉冲宽度调制波形的频率；

在所述频率低于预设频率时，执行所述获取第一脉冲宽度调制波形的占空比的步骤。

可选地，所述基于所述占空比对所述第一脉冲宽度调制波形的低电平状态进行时序调整，生成第二脉冲宽度调制波形，其中，在所述第二脉冲宽度调制波形的一信号周期内，低电平状态离散设置，且所述第一脉冲宽度调制波形的占空比与所述第二脉冲宽度调制波形的占空比相同的步骤包括：

根据时序分配系数及所述占空比确定述第二脉冲宽度调制波形在每个子周期内的子占空比；

根据所述子占空比对所述第一脉冲宽度调制波形的低电平状态进行时序调整，生成第二脉冲宽度调制波形。

可选地，所述根据时序分配系数及所述占空比确定述第二脉冲宽度调制波形的子周期内的子占空比的步骤之前，还包括：

获取所述占空比关联的预存时序分配系数作为所述时序分配系数；或者

获取预设的时序分配系数作为所述时序分配系数。

可选地，所述根据时序分配系数及所述占空比确定述第二脉冲宽度调制波形在每个子周期内的子占空比的步骤之前，还包括：

根据所述时序分配系数将所述述信号周期划分为多个所述子周期。

可选地，所述第一脉冲宽度调制波形与所述第一脉冲宽度调制波形的频率相同。

此外，为实现上述目的，本发明还提供一种终端设备，所述终端设备包括：存储器、处理器及存储在所述存储器上并可在所述处理器上运行的时序调整程序，所述时序调整程序被所述处理器执行时实现如上所述的时序调整方法的步骤。

此外，为实现上述目的，本发明还提供一种计算机可读存储介质，所述计算机可读存储介质上存储有时序调整程序，所述时序调整程序被处理器执行时实现如上所述的时序调整方法的步骤。

本发明实施例提出的一种时序调整方法、终端设备及计算机可读存储介质，先获取第一脉冲宽度调制波形的占空比，其中，在所述第一脉冲宽度调制波形的一信号周期内，低电平状态连续设置，然后基于所述占空比对所述第一脉冲宽度调制波形的低电平状态进行时序调整，生成第二脉冲宽度调制波形，其中，在所述第二脉冲宽度调制波形的一信号周期内，低电平状态离散设置，且所述第一脉冲宽度调制波形的占空比与所述第二脉冲宽度调制波形的占空比相同。由于可以将低电平状态离散设置，且保障占空比不变。因此达成了提升输出信号的平滑度的效果。与此同时，由于在提升输出信号的平滑度的同时，不会导致功耗增加，且无需升级硬件，从而还达成了降低脉冲宽度调制的成本的效果。

附图说明

图1是本发明实施例方案涉及的硬件运行环境的终端结构示意图；

图2为本发明时序调整方法的一实施例的流程示意图；

图3为本发明实施例涉及的信号波形图；

图4为本发明时序调整方法的另一实施例的流程示意图。

本发明目的的实现、功能特点及优点将结合实施例，参照附图做进一步说明。

具体实施方式

应当理解，此处所描述的具体实施例仅仅用以解释本发明，并不用于限定本发明。

为解决上述缺陷，本发明实施例提出一种时序调整方法，其主要解决方案包括以下步骤：

由于可以将低电平状态离散设置，且保障占空比不变。因此达成了提升输出信号的平滑度的效果。与此同时，由于在提升输出信号的平滑度的同时，不会导致功耗增加，且无需升级硬件，从而还达成了降低脉冲宽度调制的成本的效果。

如图1所示，图1是本发明实施例方案涉及的硬件运行环境的终端结构示意图。

本发明实施例终端可以是具备PWM功能的终端设备。

如图1所示，该终端可以包括：处理器1001，例如CPU，存储器1003，通信总线1002。其中，通信总线1002用于实现这些组件之间的连接通信。存储器1003可以是高速RAM存储器，也可以是稳定的存储器(non-volatile memory)，例如磁盘存储器。存储器1003可选的还可以是独立于前述处理器1001的存储装置。

本领域技术人员可以理解，图1中示出的终端结构并不构成对终端的限定，可以包括比图示更多或更少的部件，或者组合某些部件，或者不同的部件布置。

如图1所示，作为一种计算机存储介质的存储器1003中可以包括操作系统以及时序调整程序。

在图1所示的终端中，处理器1001可以用于调用存储器1003中存储的时序调整程序，并执行以下操作：

进一步地，处理器1001可以调用存储器1003中存储的时序调整程序，还执行以下操作：

获取所述第一脉冲宽度调制波形的频率；

获取预设的时序分配系数作为所述时序分配系数。

参照图2，在本发明时序调整方法的一实施例中，所述时序调整方法包括以下步骤：

步骤S10、获取第一脉冲宽度调制波形的占空比，其中，在所述第一脉冲宽度调制波形的一信号周期内，低电平状态连续设置；

步骤S20、基于所述占空比对所述第一脉冲宽度调制波形的低电平状态进行时序调整，生成第二脉冲宽度调制波形，其中，在所述第二脉冲宽度调制波形的一信号周期内，低电平状态离散设置，且所述第一脉冲宽度调制波形的占空比与所述第二脉冲宽度调制波形的占空比相同。

随着电子技术的发展，出现了多种PWM技术，其中包括：相电压控制PWM、脉宽PWM法、随机PWM、SPWM法、线电压控制PWM等，而在镍氢电池智能充电器中采用的脉宽PWM法，它是把每一脉冲宽度均相等的脉冲列作为PWM波形，通过改变脉冲列的周期可以调频，改变脉冲的宽度或占空比可以调压，采用适当控制方法即可使电压与频率协调变化。可以通过调整PWM的周期、PWM的占空比而达到控制充电电流的目的。

模拟电压和电流可直接用来进行控制，如对汽车收音机的音量进行控制。在简单的模拟收音机中，音量旋钮被连接到一个可变电阻。拧动旋钮时，电阻值变大或变小；流经这个电阻的电流也随之增加或减少，从而改变了驱动扬声器的电流值，使音量相应变大或变小。与收音机一样，模拟电路的输出与输入成线性比例。

尽管模拟控制看起来可能直观而简单，但它并不总是非常经济或可行的。其中一点就是，模拟电路容易随时间漂移，因而难以调节。能够解决这个问题的精密模拟电路可能非常庞大、笨重(如老式的家庭立体声设备)和昂贵。模拟电路还有可能严重发热，其功耗相对于工作元件两端电压与电流的乘积成正比。模拟电路还可能对噪声很敏感，任何扰动或噪声都肯定会改变电流值的大小。

通过以数字方式控制模拟电路，可以大幅度降低系统的成本和功耗。此外，许多微控制器和DSP(Digital Signal Process，数字信号处理)已经在芯片上包含了PWM控制器，这使数字控制的实现变得更加容易了。

脉冲宽度调制是一种模拟控制方式，根据相应载荷的变化来调制晶体管基极或MOS(MOSFET，场效应管)管栅极的偏置，来实现晶体管或MOS管导通时间的改变，从而实现开关稳压电源输出的改变。这种方式能使电源的输出电压在工作条件变化时保持恒定，是利用微处理器的数字信号对模拟电路进行控制的一种非常有效的技术。脉冲宽度调制是利用微处理器的数字输出来对模拟电路进行控制的一种非常有效的技术，广泛应用在从测量、通信到功率控制与变换的许多领域中。

PWM的控制方式就是对逆变电路开关器件的通断进行控制，使输出端得到一系列幅值相等的脉冲，用这些脉冲来代替正弦波所需要的波形。也就是在输出波形的半个周期中产生多个脉冲，使各脉冲的等值电压为正弦波形，所获得的输出平滑且低次谐波少。按一定的规则对各脉冲的宽度进行调制，即可改变逆变电路输出电压的大小，也可改变输出频率。

在PWM波形中，各脉冲的幅值是相等的，要改变等效输出正弦波的幅值时，只要按同一比例系数改变各脉冲的宽度即可。

参照图3，如图3中示出的第一脉冲宽度调制波形，在传统的PWM波形中，在一个PWM信号周期内，on state(高电平状态)状态和off state(低电平状态)一般在时序上是连续设置的。当在时序上连续设置的低电平状态的宽度较大时，会产生较大的电压或电流突降。这样导致输出电压和/或电流不平衡。如图3所示，在以第一脉冲宽度调制波形为调整信号时，其输出信号的波箱如图3中示出的第一输出波形。在PWM波形中，off state对应的时段内，第一输出波形出现了较大的电压或电流突降。而导致出现该现象的原因在于，offstate在时序上的持续时间过长。

在本实施例中，传统脉冲宽度调制过长中存在的上述缺陷，可以先获取初始信号即第一脉冲宽度调制波形的占空比。如图3所示，第一脉冲宽度调制波形的占空比为3/16。进而基于所述占空比对所述第一脉冲宽度调制波形的低电平状态进行时序调整，生成第二脉冲宽度调制波形，其中，在所述第二脉冲宽度调制波形的一信号周期内，低电平状态离散设置，且所述第一脉冲宽度调制波形的占空比与所述第二脉冲宽度调制波形的占空比相同。其中，所述第一脉冲宽度调制波形与所述第一脉冲宽度调制波形的频率相同，也就是说，其信号周期的周期时长相同。

具体地，可以将第一脉冲宽度调制波形中的每一个信号周期，拆分成多个子周期，然后根据时序分配系数及所述占空比确定述第二脉冲宽度调制波形在每个子周期内的子占空比，进而根据所述子占空比对所述第一脉冲宽度调制波形的低电平状态进行时序调整，生成第二脉冲宽度调制波形。其中，可以获取所述占空比关联的预存时序分配系数作为所述时序分配系数，或者获取预设的时序分配系数作为所述时序分配系数。

示例性地，参照图3，以图3中示出的第一脉冲宽度调制波形为例，其占空比为3/16，因此，可以获取3/16关联的预存时序分配系数作为所述时序分配系数。例如，占空比3/16关联的预存时序分配系数为3，占空比1/4关联的时序分配系数为4，占空比5/16关联的预存时序分配系数为5。

在本示例中，当获取到预存时序分配系数为3作为上述时序分配系数时，可以根据所述时序分配系数将所述述信号周期划分为多个所述子周期，即将第一脉冲宽度调制波形的一个信号周期拆分为3个子周期，然后根据时序分配系数及所述占空比确定述第二脉冲宽度调制波形在每个子周期内的子占空比。并且，由于在一信号周期内，所述第一脉冲宽度调制波形的占空比与所述第二脉冲宽度调制波形的占空比相同。可以确定，在所述子周期内，子周期对应的占空比为3/16。即每一子周期内的off state相对于所述信号周期的占空比为1/16。这样使得在一信号周期内，所述第一脉冲宽度调制波形的占空比与所述第二脉冲宽度调制波形的占空比相同。但是在所述第二脉冲宽度调制波形的一信号周期内，低电平状态离散设置。

进一步地，由于这样降低可off state的宽度，在时序上重新分配了脉冲宽度调制波形的每一周期内的off state，使得off state在一信号周期内离散分布。参照图3，如图3中示出的第二脉冲宽度调制波形对应的输出信号对应输出波形为图中示出的第二输出波形。对比图中第一输出波形和第二输出波形可知，虽然第一脉冲宽度调制波形和第二脉冲宽度调制波形在一信号周期内，对应的占空比相同，但是其分别对应的输出信号的输出波形存在明显的差异。通过本申请提出的时序调整方法得到的第二脉冲宽度调制波形的输出波形，相比于处理前的第一脉冲宽度调制波形的输出波形，明显更加平衡。可以有效地避免因为连续设置的off state导致的输出电压或者电流的突降的现象发生。

可选地，在一些实施方案中，参照图4，所述步骤S10之前还包括：

步骤S30、获取所述第一脉冲宽度调制波形的频率。

以在在所述频率低于预设频率时，执行所述获取第一脉冲宽度调制波形的占空比的步骤。

可以理解的是，为解决连续设置的off state导致的输出电压或者电流的突降的缺陷。传统方案包括通过增加解析度，如16step变32step。或者或直接把提升脉冲宽度调制信号的频率。而上述方案都需要较高的內频，这意味着其实现需要更高的功耗和/或更高成本的PLL(Phase Locked Loop,锁相环),而本方案则是在维持16step，的同时，把off state平均散開，这样不会提升功耗，也无线升级硬件，即可以达到使输出波形更加平滑的效果。从而还达成了降低成本的效果。

在本实施例公开的技术方案中，先获取第一脉冲宽度调制波形的占空比，其中，在所述第一脉冲宽度调制波形的一信号周期内，低电平状态连续设置，然后基于所述占空比对所述第一脉冲宽度调制波形的低电平状态进行时序调整，生成第二脉冲宽度调制波形，其中，在所述第二脉冲宽度调制波形的一信号周期内，低电平状态离散设置，且所述第一脉冲宽度调制波形的占空比与所述第二脉冲宽度调制波形的占空比相同。由于可以将低电平状态离散设置，且保障占空比不变。因此达成了提升输出信号的平滑度的效果。与此同时，由于在提升输出信号的平滑度的同时，不会导致功耗增加，且无需升级硬件，从而还达成了降低脉冲宽度调制的成本的效果。

此外，本发明实施例还提出一种终端设备，所述终端设备包括存储器、处理器及存储在所述存储器上并可在所述处理器上运行的时序调整程序，所述时序调整程序被所述处理器执行时实现如上各个实施例所述的时序调整方法的步骤。

此外，本发明实施例还提出一种计算机可读存储介质，所述计算机可读存储介质上存储有时序调整程序，所述时序调整程序被处理器执行时实现如上各个实施例所述的时序调整方法的步骤。

需要说明的是，在本文中，术语“包括”、“包含”或者其任何其他变体意在涵盖非排他性的包含，从而使得包括一系列要素的过程、方法、物品或者系统不仅包括那些要素，而且还包括没有明确列出的其他要素，或者是还包括为这种过程、方法、物品或者系统所固有的要素。在没有更多限制的情况下，由语句“包括一个……”限定的要素，并不排除在包括该要素的过程、方法、物品或者系统中还存在另外的相同要素。

上述本发明实施例序号仅仅为了描述，不代表实施例的优劣。

通过以上的实施方式的描述，本领域的技术人员可以清楚地了解到上述实施例方法可借助软件加必需的通用硬件平台的方式来实现，当然也可以通过硬件，但很多情况下前者是更佳的实施方式。基于这样的理解，本发明的技术方案本质上或者说对现有技术做出贡献的部分可以以软件产品的形式体现出来，该计算机软件产品存储在如上所述的一个存储介质(如ROM/RAM、磁碟、光盘)中，包括若干指令用以使得一台终端设备(可以是具备PWM功能的设备等)执行本发明各个实施例所述的方法。

以上仅为本发明的优选实施例，并非因此限制本发明的专利范围，凡是利用本发明说明书及附图内容所作的等效结构或等效流程变换，或直接或间接运用在其他相关的技术领域，均同理包括在本发明的专利保护范围内。

Claims

1.一种时序调整方法，其特征在于，所述时序调整方法包括以下步骤：

2.如权利要求1所述的时序调整方法，其特征在于，所述时序调整方法还包括：

获取所述第一脉冲宽度调制波形的频率；

3.如权利要求1所述的时序调整方法，其特征在于，所述基于所述占空比对所述第一脉冲宽度调制波形的低电平状态进行时序调整，生成第二脉冲宽度调制波形，其中，在所述第二脉冲宽度调制波形的一信号周期内，低电平状态离散设置，且所述第一脉冲宽度调制波形的占空比与所述第二脉冲宽度调制波形的占空比相同的步骤包括：

4.如权利要求3所述的时序调整方法，其特征在于，所述根据时序分配系数及所述占空比确定述第二脉冲宽度调制波形的子周期内的子占空比的步骤之前，还包括：

获取预设的时序分配系数作为所述时序分配系数。

5.如权利要求3所述的时序调整方法，其特征在于，所述根据时序分配系数及所述占空比确定述第二脉冲宽度调制波形在每个子周期内的子占空比的步骤之前，还包括：

6.如权利要求1所述的时序调整方法，其特征在于，所述第一脉冲宽度调制波形与所述第一脉冲宽度调制波形的频率相同。

7.一种终端设备，其特征在于，所述终端设备包括：存储器、处理器及存储在所述存储器上并可在所述处理器上运行的时序调整程序，所述时序调整程序被所述处理器执行时实现如权利要求1至6中任一项所述的时序调整方法的步骤。

8.一种计算机可读存储介质，其特征在于，所述计算机可读存储介质上存储有时序调整程序，所述时序调整程序被处理器执行时实现如权利要求1至6中任一项所述的时序调整方法的步骤。