CN215818094U - 信号处理装置 - Google Patents
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Abstract
本公开涉及一种信号处理装置，涉及信号处理技术领域，该装置包括处理器和滤波器，处理器与滤波器连接，处理器，用于在接收到信号输出指令的情况下，根据信号输出指令包括的目标模拟电压，输出目标模拟电压对应的PWM信号，滤波器，用于将PWM信号转换为模拟信号，处理器，还用于根据模拟信号和目标模拟电压，对PWM信号的占空比进行调节，以使模拟信号满足预设信号条件。本公开通过将处理器输出的PWM信号，利用滤波器转换为模拟信号，并且可以通过调节PWM信号的占空比，得到可调的模拟信号，不需要外接DAC，能够降低了应用成本。
Description
技术领域
本公开涉及信号处理技术领域，具体地，涉及一种信号处理装置。
背景技术
在电子技术和自动化技术的应用中，经常需要使用可调的模拟信号。然而，当前大多数的处理器没有DAC(英文：Digital to Analog Convertor，中文：数字模拟转换器)的接口，不能直接输出可调的模拟信号，而单独为处理器外接DAC，则会增加应用成本。
实用新型内容
为了解决相关技术中存在的问题，本公开提供了一种信号处理装置。
为了实现上述目的，根据本公开实施例的第一方面，提供一种信号处理装置，所述装置包括处理器和滤波器，所述处理器与所述滤波器连接；
所述处理器，用于在接收到信号输出指令的情况下，根据所述信号输出指令包括的目标模拟电压，输出所述目标模拟电压对应的PWM信号；
所述滤波器，用于将所述PWM信号转换为模拟信号；
所述处理器，还用于根据所述模拟信号和所述目标模拟电压，对所述PWM信号的占空比进行调节，以使所述模拟信号满足预设信号条件。
可选地，所述处理器包括PWM接口和ADC接口，所述装置还包括放大模块，所述滤波器的输出端与所述放大模块的输入端连接，所述放大模块的输出端与所述ADC接口连接；
所述处理器，用于根据所述目标模拟电压，通过所述PWM接口输出所述PWM信号；
所述放大模块，用于对所述模拟信号进行放大，得到放大后的模拟信号；
所述处理器，用于通过所述ADC接口获取所述放大后的模拟信号的模拟信号电压，并根据所述模拟信号电压和所述目标模拟电压，对所述PWM信号的占空比进行调节，以使所述模拟信号满足所述预设信号条件。
可选地，所述预设信号条件包括所述模拟信号电压与所述目标模拟电压的差值小于或等于预设电压阈值，和/或所述模拟信号电压与所述目标模拟电压的比值大于或等于预设电压比值。
可选地，所述滤波器包括第一电阻、第二电阻、第一电容和第二电容；
其中，所述第一电阻的第一端作为所述滤波器的输入端，且与所述PWM接口连接，所述第一电阻的第二端分别与所述第二电阻、所述第一电容的第一端连接，所述第一电容的第二端接地，所述第二电阻的第二端作为所述滤波器的输出端，且分别与所述放大模块的输入端、所述第二电容的第一端连接，所述第二电容的第二端接地。
可选地，所述放大模块为运算放大器，所述运算放大器的同相输入端作为所述放大模块的输入端，所述运算放大器的输出端作为所述放大模块的输出端，且与所述运算放大器的反相输入端连接，所述运算放大器的供电端与电源连接，所述运算放大器的接地端接地。
可选地，所述放大模块为三极管，所述三极管的基极作为所述放大模块的输入端，所述三极管的发射极作为所述放大模块的输出端，所述三极管的集电极与电源连接。
可选地，所述装置还包括第三电阻，所述放大模块的输出端通过所述第三电阻与所述ADC接口连接。
可选地，所述滤波器的时间常数大于所述PWM信号的正脉宽时间。
通过上述技术方案，本公开中的信号处理装置包括处理器和滤波器，其中，处理器与滤波器连接，处理器，用于在接收到信号输出指令的情况下，根据信号输出指令包括的目标模拟电压，输出目标模拟电压对应的PWM信号，滤波器，用于将PWM信号转换为模拟信号，处理器，还用于根据模拟信号和目标模拟电压，对PWM信号的占空比进行调节，以使模拟信号满足预设信号条件。本公开通过将处理器输出的PWM信号，利用滤波器转换为模拟信号，并且可以通过调节PWM信号的占空比，得到可调的模拟信号，不需要外接DAC，能够降低了应用成本。
本公开的其他特征和优点将在随后的具体实施方式部分予以详细说明。
附图说明
附图是用来提供对本公开的进一步理解，并且构成说明书的一部分，与下面的具体实施方式一起用于解释本公开，但并不构成对本公开的限制。在附图中：
图1是根据一示例性实施例示出的一种信号处理装置的框图；
图2是根据一示例性实施例示出的另一种信号处理装置的框图；
图3是根据一示例性实施例示出的一种信号处理装置的电路图；
图4是根据一示例性实施例示出的另一种信号处理装置的电路图；
图5是根据一示例性实施例示出的另一种信号处理装置的电路图；
图6是根据一示例性实施例示出的又一种信号处理装置的电路图。
具体实施方式
这里将详细地对示例性实施例进行说明，其示例表示在附图中。下面的描述涉及附图时，除非另有表示，不同附图中的相同数字表示相同或相似的要素。以下示例性实施例中所描述的实施方式并不代表与本公开相一致的所有实施方式。相反，它们仅是与如所附权利要求书中所详述的、本公开的一些方面相一致的装置和方法的例子。
图1是根据一示例性实施例示出的一种信号处理装置的框图。如图1所示，该装置10包括处理器11和滤波器12，处理器11与滤波器12连接。
处理器11，用于在接收到信号输出指令的情况下，根据信号输出指令包括的目标模拟电压，输出目标模拟电压对应的PWM信号。
滤波器12，用于将PWM信号转换为模拟信号。
示例地，为了使处理器11能够输出可调的模拟信号，可以采用将PWM(英文：Pulsewidth modulation，中文：脉冲宽度调制)信号转为模拟信号的方式，来得到可调的模拟信号。具体的，首先可以向处理器11发出包括目标模拟电压的信号输出指令，目标模拟电压为装置10所期望输出的模拟信号的模拟信号电压。由处理器11在接收到信号输出指令的情况下，根据目标模拟电压，利用预设对应关系，确定目标模拟电压对应的PWM信号，并输出目标模拟电压对应的PWM信号。然后可以由滤波器12将PWM信号转换为模拟信号。通过设置滤波器12来实现DAC功能，简单可靠，占用PCB(英文：Printed Circuit Board，中文：印制电路板)面积空间非常小，同时能够降低应用成本。
其中，预设对应关系为预先确定的，装置10输出的模拟信号的模拟信号电压与PWM信号之间的对应关系，例如，该对应关系可以表示为：V＝D*VPWM(即装置10输出的模拟信号的模拟信号电压与PWM信号的占空比D成正比)，V为装置10输出的模拟信号的模拟信号电压，D为PWM信号的占空比，VPWM为PWM的高电平。处理器11可以是MCU(英文：MicrocontrollerUnit，中文：微控制单元)或者CPU(英文：Central ProcessingUnit，中文：中央处理器)之类的具有PWM接口(即具有PWM信号输出功能)的处理器。
处理器11，还用于根据模拟信号和目标模拟电压，对PWM信号的占空比进行调节，以使模拟信号满足预设信号条件。
举例来说，滤波器12所输出的模拟信号的模拟信号电压可能与目标模拟电压不一致。为了获得精度更高的模拟信号，可以通过处理器11根据模拟信号的模拟信号电压和目标模拟电压，对PWM信号的占空比进行调节，以使模拟信号满足预设信号条件，得到高精度的模拟信号，从而实现高精度的DAC。其中，预设信号条件例如可以是模拟信号的模拟信号电压和目标模拟电压的差值小于或等于预设电压阈值。
综上所述，本公开中的信号处理装置包括处理器和滤波器，其中，处理器与滤波器连接，处理器，用于在接收到信号输出指令的情况下，根据信号输出指令包括的目标模拟电压，输出目标模拟电压对应的PWM信号，滤波器，用于将PWM信号转换为模拟信号，处理器，还用于根据模拟信号和目标模拟电压，对PWM信号的占空比进行调节，以使模拟信号满足预设信号条件。本公开通过将处理器输出的PWM信号，利用滤波器转换为模拟信号，并且可以通过调节PWM信号的占空比，得到可调的模拟信号，不需要外接DAC，能够降低了应用成本。
图2是根据一示例性实施例示出的另一种信号处理装置的框图。如图2所示，处理器11包括PWM接口111和ADC接口112，装置10还包括放大模块13，滤波器12的输出端与放大模块13的输入端连接，放大模块13的输出端与ADC接口112连接。
处理器11，用于根据目标模拟电压，通过PWM接口111输出PWM信号。
放大模块13，用于对模拟信号进行放大，得到放大后的模拟信号。
处理器11，用于通过ADC接口112获取放大后的模拟信号的模拟信号电压，并根据模拟信号电压和目标模拟电压，对PWM信号的占空比进行调节，以使模拟信号满足预设信号条件。
举例来说，为了避免使用滤波器12进行信号转换时造成的转换后的电压下降以及带负载能力下降的问题，可以在装置10中设置有放大模块13，来对滤波器12输出的模拟信号进行放大。在一种场景中，如图3所示，放大模块13可以为运算放大器131，运算放大器131的同相输入端作为放大模块13的输入端，运算放大器131的输出端作为放大模块13的输出端，且与运算放大器131的反相输入端连接，运算放大器131的供电端与电源20连接，运算放大器131的接地端接地。在另一种场景中，如图4所示，放大模块13可以为三极管132，三极管132的基极作为放大模块13的输入端，三极管132的发射极作为放大模块13的输出端，三极管132的集电极与电源20连接。
具体的，处理器11在根据目标模拟电压确定目标模拟电压对应的PWM信号后，可以通过PWM接口111输出PWM信号。然后滤波器12可以将PWM信号转换为模拟信号，并由放大模块13对模拟信号进行放大，得到放大后的模拟信号。最后，处理器11可以通过ADC接口112获取放大后的模拟信号的模拟信号电压，并根据放大后的模拟信号电压和目标模拟电压，对PWM信号的占空比进行调节，以使模拟信号满足预设信号条件。其中，预设信号条件包括模拟信号电压与目标模拟电压的差值小于或等于预设电压阈值，和/或模拟信号电压与目标模拟电压的比值大于或等于预设电压比值。例如，当预设信号条件包括模拟信号电压与目标模拟电压的差值小于或等于预设电压阈值，且预设电压阈值为0.1V时，若模拟信号电压和目标模拟电压的差值为0.2V，说明模拟信号电压较高，可以降低PWM信号的占空比，直至模拟信号电压和目标模拟电压的差值小于或等于0.1V。
在一种可能的实现方式中，滤波器12可以为低通滤波器。例如，当滤波器12采用二阶低通滤波器，且放大模块13为运算放大器131时，如图5所示，滤波器12包括第一电阻121、第二电阻122、第一电容123和第二电容124。其中，第一电阻121的第一端作为滤波器12的输入端，且与PWM接口111连接，第一电阻121的第二端分别与第二电阻122、第一电容123的第一端连接，第一电容123的第二端接地，第二电阻122的第二端作为滤波器12的输出端，且分别与放大模块13的输入端、第二电容124的第一端连接，第二电容124的第二端接地。
图6是根据一示例性实施例示出的又一种信号处理装置的电路图。如图6所示，装置10还包括第三电阻14，放大模块13的输出端通过第三电阻14与ADC接口112连接。
举例来说，在将放大模块13输出的放大后的模拟信号提供给负载时，可以在放大模块13的输出端与ADC接口112之间设置有第三电阻14，以防止负载的电压波动或者静电对处理器11造成损害，从而确保处理器11的安全性。
可选地，滤波器12的时间常数大于PWM信号的正脉宽时间。
示例地，为了使PWM信号转换为模拟信号，需要确保滤波器12的时间常数远大于PWM信号的正脉宽时间，例如，可以使滤波器12的时间常数大于10倍的PWM信号的正脉宽时间。进一步的，在滤波器12采用图5中所示的二阶低通滤波器时，则可以使R1R2C1C2＞10*Ton，其中，R1为第一电阻121的电阻值，R2为第二电阻122的电阻值，C1为第一电容123的电容值，C2为第二电容124的电容值，Ton为正脉宽时间。
综上所述，本公开中的信号处理装置包括处理器和滤波器，其中，处理器与滤波器连接，处理器，用于在接收到信号输出指令的情况下，根据信号输出指令包括的目标模拟电压，输出目标模拟电压对应的PWM信号，滤波器，用于将PWM信号转换为模拟信号，处理器，还用于根据模拟信号和目标模拟电压，对PWM信号的占空比进行调节，以使模拟信号满足预设信号条件。本公开通过将处理器输出的PWM信号，利用滤波器转换为模拟信号，并且可以通过调节PWM信号的占空比，得到可调的模拟信号，不需要外接DAC，能够降低了应用成本。
以上结合附图详细描述了本公开的优选实施方式，但是，本公开并不限于上述实施方式中的具体细节，在本公开的技术构思范围内，可以对本公开的技术方案进行多种简单变型，这些简单变型均属于本公开的保护范围。
另外需要说明的是，在上述具体实施方式中所描述的各个具体技术特征，在不矛盾的情况下，可以通过任何合适的方式进行组合，为了避免不必要的重复，本公开对各种可能的组合方式不再另行说明。
此外，本公开的各种不同的实施方式之间也可以进行任意组合，只要其不违背本公开的思想，其同样应当视为本公开所公开的内容。
Claims (8)
1.一种信号处理装置，其特征在于，所述装置(10)包括处理器(11)和滤波器(12)，所述处理器(11)与所述滤波器(12)连接；
所述处理器(11)，用于在接收到信号输出指令的情况下，根据所述信号输出指令包括的目标模拟电压，输出所述目标模拟电压对应的PWM信号；
所述滤波器(12)，用于将所述PWM信号转换为模拟信号；
所述处理器(11)，还用于根据所述模拟信号和所述目标模拟电压，对所述PWM信号的占空比进行调节，以使所述模拟信号满足预设信号条件。
2.根据权利要求1所述的装置，其特征在于，所述处理器(11)包括PWM接口(111)和ADC接口(112)，所述装置(10)还包括放大模块(13)，所述滤波器(12)的输出端与所述放大模块(13)的输入端连接，所述放大模块(13)的输出端与所述ADC接口(112)连接；
所述处理器(11)，用于根据所述目标模拟电压，通过所述PWM接口(111)输出所述PWM信号；
所述放大模块(13)，用于对所述模拟信号进行放大，得到放大后的模拟信号；
所述处理器(11)，用于通过所述ADC接口(112)获取所述放大后的模拟信号的模拟信号电压，并根据所述模拟信号电压和所述目标模拟电压，对所述PWM信号的占空比进行调节，以使所述模拟信号满足所述预设信号条件。
3.根据权利要求2所述的装置，其特征在于，所述预设信号条件包括所述模拟信号电压与所述目标模拟电压的差值小于或等于预设电压阈值，和/或所述模拟信号电压与所述目标模拟电压的比值大于或等于预设电压比值。
4.根据权利要求2所述的装置，其特征在于，所述滤波器(12)包括第一电阻(121)、第二电阻(122)、第一电容(123)和第二电容(124)；
其中，所述第一电阻(121)的第一端作为所述滤波器(12)的输入端，且与所述PWM接口(111)连接，所述第一电阻(121)的第二端分别与所述第二电阻(122)、所述第一电容(123)的第一端连接，所述第一电容(123)的第二端接地，所述第二电阻(122)的第二端作为所述滤波器(12)的输出端，且分别与所述放大模块(13)的输入端、所述第二电容(124)的第一端连接，所述第二电容(124)的第二端接地。
5.根据权利要求2所述的装置，其特征在于，所述放大模块(13)为运算放大器(131)，所述运算放大器(131)的同相输入端作为所述放大模块(13)的输入端，所述运算放大器(131)的输出端作为所述放大模块(13)的输出端，且与所述运算放大器(131)的反相输入端连接，所述运算放大器(131)的供电端与电源(20)连接，所述运算放大器(131)的接地端接地。
6.根据权利要求2所述的装置，其特征在于，所述放大模块(13)为三极管(132)，所述三极管(132)的基极作为所述放大模块(13)的输入端，所述三极管(132)的发射极作为所述放大模块(13)的输出端，所述三极管(132)的集电极与电源(20)连接。
7.根据权利要求2所述的装置，其特征在于，所述装置(10)还包括第三电阻(14)，所述放大模块(13)的输出端通过所述第三电阻(14)与所述ADC接口(112)连接。
8.根据权利要求1-7中任一项所述的装置，其特征在于，所述滤波器(12)的时间常数大于所述PWM信号的正脉宽时间。
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
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| CN202121772571.9U CN215818094U (zh) | 2021-07-30 | 2021-07-30 | 信号处理装置 |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
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| CN202121772571.9U CN215818094U (zh) | 2021-07-30 | 2021-07-30 | 信号处理装置 |
Publications (1)
| Publication Number | Publication Date |
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| CN215818094U true CN215818094U (zh) | 2022-02-11 |
Family
ID=80127487
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
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| CN202121772571.9U Active CN215818094U (zh) | 2021-07-30 | 2021-07-30 | 信号处理装置 |
Country Status (1)
| Country | Link |
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2021
- 2021-07-30 CN CN202121772571.9U patent/CN215818094U/zh active Active
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