CN203519679U - Pwm信号发生器 - Google Patents

Abstract

本实用新型公开了一种PWM信号发生器，该PWM信号发生器包括PC机、微处理器、CPLD模块、幅值控制电路和D/A转换器；微处理器设有指令输入接口、波形输出接口和幅度输出接口，指令输入接口与PC机电连接，波形输出接口与CPLD模块电连接，幅度输出接口与幅值控制电路电连接；CPLD模块和幅值控制电路均与D/A转换器电连接。本实用新型的PWM信号发生器，设有微处理器，微处理器可以动态调节频率和幅度，而且能在1%-100%范围内调节PWM信号的占空比。本实用新型的结构简单，制造难度低；组成产品的各零部件成本低廉，制造成本低；因此本实用新型的PWM信号发生器，具有明显的经济优势，利于推广使用。

Description

PWM信号发生器

技术领域

本实用新型属于LED驱动电源测试技术领域，尤其涉及一种PWM信号发生器。

背景技术

目前，LED照明已经开始全面的室内外及家居照明，由于LED照明是一项系统工程，涉及到了外观、散热、光学、电源等多个方面，在驱动电源设计方面，效率、使用寿命、控制等直接决定了LED的性能。LED照明的发展除了驱动电源，更重要的是驱动控制，调光技术被认为是最有发展前景的技术，是通过控制驱动电源的驱动电流来调节LED的亮度。目前LED调光的方式主要有三种：线性调光、可控硅调光和PWM调光。

线性调光主要基于简单的分压原理，采用模拟调光控制方式，在模拟调光控制下，通过调节LED的正向工作电流来实现LED的调光控制，调光控制范围可达10:1。线性调光应用简单，不产生干扰；但不灵活、效率低下，而且在降低LED电流的时候，会引起LED光谱偏移，同时还会因为分压产生过多的热量，从而影响LED的寿命。可控硅调光在目前的普通白炽灯和节能灯应用中被普通采用，它的工作原理是将输入电压的波形通过导通角切泼，产生一个切向的输出电压波形，减小输出电压的有效值，降低普通负载的功率。可控硅调光的优点在于工作效率较高，性能稳定，且占据一定的市场，技术较成熟。但是在应用时也存在一些设计缺陷，可控硅破坏了正弦波的波形，从而降低了功率因素值，同时加大了谐波系数，在线路上会产生严重的干扰信号；且可控硅导通后需要一个维持电流来保持导通，维持电流通常在几毫安至几十毫安之间，如果维持电流不够，则导通角不稳定，输出的波形也会不均匀，而且会产生颤动和尖峰，当将这样的不稳定的输出加到LED上时就会出现闪烁。PWM调光技术目前被认为是最有前景的LED调光技术，利用PWM控制信号，通过控制LED的正向工作电流的占空比来调节LED的发光亮度。PWM调光技术的优点：a.不会产生任何色谱偏移；b调光精确度极高；c可以和数字控制技术相结合；d不会发生闪烁现象，调光效果好。

但是，目前大多数LED驱动电源调光测试所用PWM信号常使用模拟/数字混合设计的专用芯片如TL494、SG3525等来产生PWM信号，或者采用NE555等时基电路IC来产生PWM信号，这些芯片最大缺点是波形不稳定，会受到电磁场和工作环境温度的影响，漂移现象严重，而且不易用微处理器控制，动态调节频率和幅度困难。当然，也有些厂家测试时采用专门的信号源发生器，如Agilent 33220A等，这些专用仪器价格昂贵，而且PWM信号的占空比不能在1%-100%范围内调节。

因此，需要一种经济实用、满足测试要求的产生PWM信号的技术方案，以克服上述问题。

实用新型内容

针对上述技术中存在的不足之处，本实用新型提供一种能产生频率、幅度、占空比等可调的PWM信号的PWM信号发生器。

为实现上述目的，本实用新型提供一种PWM信号发生器，包括PC机、微处理器、CPLD模块、幅值控制电路和D/A转换器；所述微处理器设有指令输入接口、波形输出接口和幅度输出接口，所述指令输入接口与PC机电连接，波形输出接口与CPLD模块电连接，幅度输出接口与幅值控制电路电连接；所述CPLD模块和幅值控制电路均与D/A转换器电连接。

其中， PWM信号发生器还包括滤波器，所述滤波器与D/A转换器电连接。

其中，所述滤波器为低通滤波电路。

其中，PWM信号发生器还包括电源模块，所述电源模块为微处理器、CPLD模块、幅值控制电路和D/A转换器提供电源。

本实用新型的有益效果是：相较于现有技术，本实用新型提供的PWM信号发生器，微处理器从PC机接收生成相关PWM波形的指令，微处理器根据指令产生波形数据以及幅度调节数据，分别送至CPLD模块和幅值控制电路，CPLD模块根据波形数据生成时钟节拍和进行数模转换的数据，而幅值控制电路则生成波形生成电路模数转换时所需的参考电压，然后经过D/A转换器后得到所需的PWM波形。本实用新型的PWM信号发生器，设有微处理器，微处理器可以动态调节频率和幅度，而且能在1%-100%范围内调节PWM信号的占空比。本实用新型的结构简单，制造难度低；组成产品的各零部件成本低廉，制造成本低；因此本实用新型的PWM信号发生器，具有明显的经济优势，利于推广使用。 

附图说明

图1为本实用新型的PWM信号发生器的结构方框图。

主要元件符号说明如下：

1、PC机             2、微处理器

3、CPLD模块         4、幅值控制电路

5、D/A转换器        6、滤波器           

具体实施方式

为了更清楚地表述本实用新型，下面结合附图对本实用新型作进一步地描述。

请参阅图1，本实用新型的PWM信号发生器，包括PC机1、微处理器2、CPLD模块3、幅值控制电路4和D/A转换器5；微处理器2设有指令输入接口、波形输出接口和幅度输出接口，指令输入接口与PC机1电连接，波形输出接口与CPLD模块3电连接，幅度输出接口与幅值控制电路4电连接；CPLD模块3和幅值控制电路4均与D/A转换器5电连接。

本实用新型的CPLD(Complex Programmable Logic Device)，即复杂可编程逻辑器件，是从PAL和GAL器件发展出来的器件，相对而言规模大，结构复杂，属于大规模集成电路范围，是一种用户根据各自需要而自行构造逻辑功能的数字集成电路。

本实用新型提供的PWM信号发生器的工作原理如下：

微处理器2从PC机1接收生成相关PWM波形的指令，微处理器2根据指令产生波形数据以及幅度调节数据，分别送至CPLD模块3和幅值控制电路4，CPLD模块3根据波形数据生成时钟节拍和进行数模转换的数据，而幅值控制电路4则生成波形生成电路模数转换时所需的参考电压，然后经过D/A转换器5后得到所需的PWM波形。

相较于现有技术，本实用新型的PWM信号发生器，设有微处理器2，微处理器2可以动态调节频率和幅度，而且能在1%-100%范围内调节PWM信号的占空比。本实用新型的结构简单，制造难度低；组成产品的各零部件成本低廉，制造成本低；因此本实用新型的PWM信号发生器，具有明显的经济优势，利于推广使用。

本实用新型提供的PWM信号发生器， PWM信号发生器还包括滤波器6，滤波器6与D/A转换器5电连接。进一步，滤波器6可选用低通滤波电路。为了得到所需频段内的信号，需要输出端加一滤波器6来实现，而低通滤波电路能较好的滤除杂波，平滑信号，使PWM信号发生器发出的波形稳定，控制效果好。其中，低通滤波电路可采用二阶巴特沃思滤波电路。

本实用新型提供的PWM信号发生器还包括电源模块，电源模块为微处理器2、CPLD模块3、幅值控制电路4和D/A转换器5提供电源。该PWM信号发生器为四路独立波形输出，因此要求各路的电源部分必须隔离，且带载能力能达到要求。

以上公开的仅为本实用新型的几个具体实施例，但是本实用新型并非局限于此，任何本领域的技术人员能思之的变化都应落入本实用新型的保护范围。

Claims (4)

1.一种PWM信号发生器，其特征在于，包括PC机、微处理器、CPLD模块、幅值控制电路和D/A转换器；所述微处理器设有指令输入接口、波形输出接口和幅度输出接口，所述指令输入接口与PC机电连接，波形输出接口与CPLD模块电连接，幅度输出接口与幅值控制电路电连接；所述CPLD模块和幅值控制电路均与D/A转换器电连接。

2.根据权利要求1所述的PWM信号发生器，其特征在于， PWM信号发生器还包括滤波器，所述滤波器与D/A转换器电连接。

3.根据权利要求2所述的PWM信号发生器，其特征在于，所述滤波器为低通滤波电路。

4.根据权利要求1所述的PWM信号发生器，其特征在于，PWM信号发生器还包括电源模块，所述电源模块为微处理器、CPLD模块、幅值控制电路和D/A转换器提供电源。

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