JPH02194724A - System and circuit for modulating pulse width - Google Patents

System and circuit for modulating pulse width

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JPH02194724A
JPH02194724A JP1477789A JP1477789A JPH02194724A JP H02194724 A JPH02194724 A JP H02194724A JP 1477789 A JP1477789 A JP 1477789A JP 1477789 A JP1477789 A JP 1477789A JP H02194724 A JPH02194724 A JP H02194724A
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JP
Japan
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pulse width
bit
width modulation
data
divided
Prior art date
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Application number
JP1477789A
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Japanese (ja)
Inventor
Makoto Iida
誠 飯田
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Panasonic Holdings Corp
Original Assignee
Matsushita Electric Industrial Co Ltd
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Publication date
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Priority to JP1477789A priority Critical patent/JPH02194724A/en
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Abstract

PURPOSE:To reduce a phase delay in a control band by means of a low pass filter in a poststage by generating plural high level sections and low level sections in a pulse width modulation period. CONSTITUTION:The subject circuit is constituted with a five-bit counter 7, three-bit counter 9, an eight-bit register 11, a first comparator 16, a half adder 18 and a second comparator 21. The pulse width modulation period is divided into plural numbers, and a pulse having the pulse width corresponding to modulated data which are given at every pulse width modulation period are divided into plural numbers, whereby divided pulses are respectively arranged in respective division periods. Consequently, plural high level sections and the low level sections can be generated in the pulse width modulation period, and the frequency of the pulse width modulation can accordingly be raised. Then, the cut off frequency of the low pass filter can be raised. Thus, the phase delay in the control band by the low pass filter can be reduced.

Description

【発明の詳細な説明】 〔産業上の利用分野〕 この発明は、サーボモータ等を制御するディジタル制御
機器におけるディジタル・アナログ変換部に用いられる
パルス幅変調方式およびパルス幅変調回路に関するもの
である。
DETAILED DESCRIPTION OF THE INVENTION [Field of Industrial Application] The present invention relates to a pulse width modulation method and a pulse width modulation circuit used in a digital-to-analog converter in a digital control device that controls a servo motor or the like.

〔従来の技術〕[Conventional technology]

近年、パルス幅変調方式は、ディジタル制御機器の増加
とともに多く用いられるようになってきた。
In recent years, the pulse width modulation method has come into widespread use as the number of digital control devices increases.

以下に、従来のパルス幅変調方式について説明する。The conventional pulse width modulation method will be explained below.

データをパルス幅変調する場合、従来は、パルス幅変調
周期をデータの最大値に相当するパルス幅として、パル
ス幅変調周期(サンプリング周期)毎に、パルス幅変調
周期の最初から各データの大きさに比例したパルス幅を
有するパルスを発生させるようにしていた。
When pulse width modulating data, conventionally, the pulse width modulation period is set to the pulse width corresponding to the maximum value of the data, and the size of each data is adjusted every pulse width modulation period (sampling period) from the beginning of the pulse width modulation period. A pulse having a pulse width proportional to is generated.

第4図は上記の従来のパルス幅変調方式を実施するパル
ス幅変調回路の構成図を示すものである。
FIG. 4 shows a block diagram of a pulse width modulation circuit implementing the above-mentioned conventional pulse width modulation method.

第4図において、lはパルス幅変調周期毎に発生するサ
ンプリングクロック3に応答してデータ2をランチする
レジスタである。5はカウントクロック4をカウントす
るカウンタである。6はレジスタlの出力値とカウンタ
5のカウント値とを比較するコンパレータである。
In FIG. 4, l is a register that launches data 2 in response to a sampling clock 3 generated every pulse width modulation period. 5 is a counter for counting the count clock 4; A comparator 6 compares the output value of the register l and the count value of the counter 5.

以上のように構成された従来のパルス幅変調回路につい
て、以下その動作を説明する。
The operation of the conventional pulse width modulation circuit configured as described above will be explained below.

カウントクロック4は、カウンタ5およびレジスタ1が
ともにnピントバイナリ (nは正の整数)の場合、サ
ンプリングクロック3の2R倍のクロック周波数に設定
する。そして、カウンタ5は、サンプリングクロック3
のトリガに同期してカウント値がゼロになるよう設定す
る。
Count clock 4 is set to a clock frequency 2R times that of sampling clock 3 when both counter 5 and register 1 are n-pinto binary (n is a positive integer). Then, the counter 5 uses the sampling clock 3
Set the count value to zero in synchronization with the trigger.

このように設定すると、カウンタ5がカウントアツプし
ている間は、データ2をラッチするレジスタ1の値は保
持される。
With this setting, the value of register 1 that latches data 2 is held while counter 5 is counting up.

一方、コンパレータ6は、レジスタ1の出力値とカウン
タ5のカウント値とを比較し、カウンタ5のカウント値
がレジスタ1の出力値より小さい場合はハイレベル、そ
うでない場合はローレベルの信号を出力する。したがっ
て、コンパレータ6の出力のハイレベル信号の時間は、
データ2をパルス幅変調したものとなる。
On the other hand, comparator 6 compares the output value of register 1 and the count value of counter 5, and outputs a high level signal if the count value of counter 5 is smaller than the output value of register 1, otherwise outputs a low level signal. do. Therefore, the time of the high level signal of the output of the comparator 6 is:
Data 2 is pulse width modulated.

(発明が解決しようとする課題〕 上記の従来のパルス幅変調方式では、サンプリング周期
、つまりパルス幅変調周期の中で、ハイレベルとローレ
ベルが1対しかなく、変調周波数が低い、このため、後
段で平滑してドライブ回路に入れる場合において、十分
な平滑効果を得るためには、低いカットオフ周波数を有
するローパスフィルタが必要になる。
(Problems to be Solved by the Invention) In the conventional pulse width modulation method described above, there is only one pair of high level and low level in the sampling period, that is, the pulse width modulation period, and the modulation frequency is low. In order to obtain a sufficient smoothing effect when smoothing the signal at a later stage and inputting it into the drive circuit, a low-pass filter with a low cutoff frequency is required.

ところが、ローパスフィルタのカントオフ周波数を下げ
ると、より低い周波数帯域である制御帯域での位相遅れ
が増大するという問題がある。
However, when the cant-off frequency of the low-pass filter is lowered, there is a problem in that the phase delay in the control band, which is a lower frequency band, increases.

この発明は、後段のローパスフィルタによる制御帯域で
の位相遅れを低減することができるパルス幅変調方式お
よびパルス幅変調回路を提供することを目的とする。
An object of the present invention is to provide a pulse width modulation method and a pulse width modulation circuit that can reduce the phase delay in a control band caused by a low-pass filter at a subsequent stage.

〔課題を解決するための手段〕[Means to solve the problem]

請求項(1)のパルス幅変調方式は、パルス幅変調周期
を複数期間に分割し、各分割期間内にパルス幅変調周期
毎に与えられる被変調データに対応したパルス幅を有す
るパルスを複数個に分割してなる分割パルスをそれぞれ
配することを特徴とする請求項(2)のパルス幅変調方
式は、請求項(1)のパルス幅変調方式において、被変
調データが2 +s**ビット(m、nは正整数)であ
って、パルス幅変調周期を211分割し、2n個の分割
期間にそれぞれ配する2n個の分割パルスを被変調デー
タの上位mビットデータに対応するパルス幅に設定する
とともに、2n個の分割パルスのうちの被変調データの
下位nビットデータに対応する個数の分割パルスについ
てそのパルス幅を被変調データの最下位ビットに対応す
る幅だけ増加させる。
The pulse width modulation method according to claim (1) divides a pulse width modulation period into a plurality of periods, and within each divided period, a plurality of pulses having a pulse width corresponding to modulated data given for each pulse width modulation period are generated. The pulse width modulation method according to claim (2) is characterized in that the pulse width modulation method according to claim (1) is characterized in that divided pulses each divided into 2+s** bits ( m and n are positive integers), the pulse width modulation period is divided into 211, and 2n divided pulses arranged in each of 2n divided periods are set to a pulse width corresponding to the upper m bit data of the modulated data. At the same time, the pulse width of the number of divided pulses corresponding to the lower n bits of the modulated data among the 2n divided pulses is increased by the width corresponding to the least significant bit of the modulated data.

請求項(3)のパルス幅変調回路は、請求項(2)のパ
ルス幅変調方式を実施するもので、パルス幅変調周期毎
に発生するサンプリングクロックに応じてm+nビット
の被変調データをラッチするm + nビットレジスタ
と、パルス幅変調周期を2II″h分割した周期を有す
るカウントクロックを計数するmビットカウンタと、こ
のmビットカウンタのキャリー出力をカウントするnビ
ットカウンタと、m+nビットレジスタの下位nビット
データとnビットカウンタのカウント値とを比較しm+
nビットレジスタの下位nビットデータがnビットカウ
ンタのカウント値より大きいときに出力を発生する第1
のコンパレータと、m+nビットレジスタの上位mビッ
トデータに対し第1のコンパレータの出力を上位mビッ
トデータのうちの最下位ビットデータとして加算する半
加算器と、この半加算器の出力データとmビットカウン
タのカウント値とを比較し半加算器の出力がmビットカ
ウンタのカウント値より大きいときに出力をパルス幅変
調信号として発生する第2のコンパレータとを備えてい
る。
The pulse width modulation circuit according to claim (3) implements the pulse width modulation method according to claim (2), and latches m+n bits of modulated data in accordance with a sampling clock generated every pulse width modulation period. An m + n bit register, an m bit counter that counts a count clock having a period obtained by dividing the pulse width modulation period by 2II''h, an n bit counter that counts the carry output of this m bit counter, and a lower register of the m + n bit register. Compare the n-bit data with the count value of the n-bit counter and get m+
The first one that generates an output when the lower n-bit data of the n-bit register is greater than the count value of the n-bit counter.
a comparator, a half adder that adds the output of the first comparator to the upper m bit data of the m+n bit register as the least significant bit data of the upper m bit data, and a half adder that adds the output data of the half adder and the m bit data. and a second comparator that compares the count value of the counter and generates an output as a pulse width modulation signal when the output of the half adder is larger than the count value of the m-bit counter.

〔作   用〕[For production]

請求項illのパルス幅変調方式においては、パルス幅
変調周期内にハイレベル区間とローレベルの期間が複数
作られることになる。この結果、パルス幅変調の周波数
が上がることになり、ローパスフィルタのカットオフ周
波数を上げることが可能となる。したがって、ローパス
フィルタによる制御帯域での位相遅れが低減される。
In the pulse width modulation method of claim ILL, a plurality of high level sections and low level periods are created within the pulse width modulation period. As a result, the frequency of pulse width modulation increases, making it possible to increase the cutoff frequency of the low-pass filter. Therefore, the phase delay in the control band caused by the low-pass filter is reduced.

請求項(2)のパルス幅変調方式では、パルス幅変調周
期の開始点からみた場合、各分割パルスとしては、下位
nビットデータが“01の場合には、その周期の最後ま
で同一パルス幅のパルスが継続する。また、下位nビッ
トデータが11″ないし21′−1”の場合には、lな
いし2′1−1個の同一パルス幅のパルスが続き、その
後そのパルス幅より最小パルス幅(m十nビットデータ
の最小ビットに対応する)の分だけ幅の狭いパルスがそ
の周期の最後まで続くことになる。
In the pulse width modulation method of claim (2), when viewed from the start point of the pulse width modulation period, each divided pulse has the same pulse width until the end of the period if the lower n bit data is "01". The pulse continues. Also, if the lower n bit data is 11" to 21'-1", l to 2'1-1 pulses of the same pulse width continue, and then the minimum pulse width is smaller than that pulse width. The pulse, which is narrower by (corresponding to the smallest bit of mten n-bit data), continues until the end of the period.

請求項(3)のパルス幅変調回路では、m+nビットレ
ジスタがパルス幅変調周期毎に発生するサンプリングク
ロックに応じてm+nビットの被変調データをラッチす
る。一方、mビットカウンタがパルス幅変調周期を2n
″7分割した周期を有するカウントクロックを計数し、
nビットカウンタがmビットカウンタのキャリー出力を
カウントする。
In the pulse width modulation circuit of claim (3), the m+n bit register latches m+n bits of modulated data in response to a sampling clock generated every pulse width modulation period. On the other hand, the m-bit counter changes the pulse width modulation period to 2n
``Count a count clock having a period divided into 7,
The n-bit counter counts the carry output of the m-bit counter.

この結果、mビットカウンタのカウント値は、パルス幅
変調周期を2n個に分割した各分割期間をlI′1Il
I期として′09から“2−−1″までカウントクロッ
ク毎に増加していくことになる。また、nビットカウン
タのカウント値はmビットカウンタのキャリー出力をカ
ウントするので、各パルス幅変調周期の最初から各分割
期間毎に“0”から“211−1″まで増加していくこ
とになる。
As a result, the count value of the m-bit counter is equal to lI'1Il for each divided period obtained by dividing the pulse width modulation period into 2n pieces.
The I period increases from '09 to '2--1' every count clock. Also, since the count value of the n-bit counter counts the carry output of the m-bit counter, it increases from "0" to "211-1" for each division period from the beginning of each pulse width modulation period. .

第1のコンパレータでは、m+nビットレジスタの下位
nビットデータとmビットカウンタのカウント値とを比
較し、m+nビットレジスタの下位nビットデータがn
ビットカウンタのカウント値より大きいときに出力を発
生する。そして、半加算器は、m + nビットレジス
タの上位mビットデータに対し第1のコンパレータの出
力を上位mビットデータのうちの最下位ビットデータと
して加算する。第2のコンパレータでは、半加算器の出
力とmビットカウンタのカウント値とを比較し、半加算
器の出力データがmビットカウンタのカウント値より大
きいときに出力をパルス幅変調信号として発生する。
The first comparator compares the lower n bit data of the m+n bit register with the count value of the m bit counter, and the lower n bit data of the m+n bit register is
Generates an output when it is greater than the count value of the bit counter. Then, the half adder adds the output of the first comparator to the upper m-bit data of the m + n-bit register as the least significant bit data of the upper m-bit data. The second comparator compares the output of the half adder and the count value of the m-bit counter, and generates an output as a pulse width modulated signal when the output data of the half adder is greater than the count value of the m-bit counter.

この結果、パルス幅変調信号において、各パルス幅変調
周期の最初からm+nビットレジスタの下位nビットデ
ータに相当する個数の分割期間に配されるパルスのパル
ス幅が、m+nビットレジスタの上位mビットデータに
対応するパルス幅に下位nビットデータの最小ビットに
対応するパルス幅を加えたものとなる。また、その後の
分割期間に配されるパルスのパルス幅は、上位mビット
データに対応するパルス幅になる。
As a result, in the pulse width modulation signal, the pulse width of the pulses distributed in the number of division periods corresponding to the lower n bit data of the m+n bit register from the beginning of each pulse width modulation period is the same as the upper m bit data of the m+n bit register. The pulse width corresponding to the minimum bit of the lower n-bit data is added to the pulse width corresponding to the minimum bit of the lower n-bit data. Further, the pulse width of the pulse arranged in the subsequent divided period becomes the pulse width corresponding to the upper m-bit data.

〔実 施 例〕〔Example〕

以下、この発明の実施例について、図面を参照しながら
説明する。
Embodiments of the present invention will be described below with reference to the drawings.

このパルス幅変調方式は、被変調データがm+nピッl
−(m、  nは正整数)である場合において、パルス
幅変調周期を2′′期間に分割し、各分割期間内にパル
ス幅変調周期毎に与えられる被変調データに対応したパ
ルス幅を有するパルスを2−分割してなる分割パルスを
それぞれ配する。
In this pulse width modulation method, the modulated data is m+n pitches.
- (m, n are positive integers), the pulse width modulation period is divided into 2'' periods, and each divided period has a pulse width corresponding to the modulated data given for each pulse width modulation period. Divided pulses obtained by dividing the pulse into two are each arranged.

この場合において、2^個の分割期間にそれぞれ配する
2n個の分割パルスを被変調データの上位mビットデー
タに対応するパルス幅に設定するとともに、2−個の分
割パルスのうちのパルス幅変調周期の最初から被変調デ
ータの下位nビットデータに対応する個数の分割パルス
についてそのパルス幅を被変調データの最下位ビットに
対応する幅だけ増加させる。
In this case, the 2n divided pulses arranged in each of the 2^ divided periods are set to a pulse width corresponding to the upper m-bit data of the modulated data, and the pulse width modulation of the 2- divided pulses is The pulse width of the number of divided pulses corresponding to the lower n-bit data of the modulated data is increased by the width corresponding to the least significant bit of the modulated data from the beginning of the cycle.

この結果、パルス幅変調周期の開始点からみた場合、各
分割パルスとしては、下位nビットデータが“0”の場
合には、その周期の最後まで同一パルス幅のパルスが継
続する。また、下位nビットデータが“1″ないし21
1−1”の場合には、1個ないし2^−1個の同一パル
ス幅のパルスが続き、その後そのパルス幅より最小パル
ス幅(m+nビットデータの最小ピントに対応する)の
分だけ幅の狭いパルスがその周期の最後まで続(ことに
なる。
As a result, when viewed from the starting point of the pulse width modulation period, each divided pulse continues to have the same pulse width until the end of the period if the lower n bit data is "0". Also, the lower n bit data is “1” to 21
In the case of 1-1'', 1 to 2^-1 pulses of the same pulse width follow, and then the width is smaller than the pulse width by the minimum pulse width (corresponding to the minimum focus of m+n bit data). The narrow pulse continues until the end of the period.

この実施例のパルス幅変調方式によれば、パルス幅変調
周期を2n分割するとともに、パルス幅変調周期毎に与
えられる被変調データに対応したパルス幅を有するパル
スを2n分割し、各分割期間内に分割パルスを各々配す
るので、パルス幅変調周期内にハイレベル期間とローレ
ベル期間とが2n個作られることになる。この結果、パ
ルス幅変調の周波数が2n倍に上がることになり、ロー
パスフィルタのカットオフ周波数を上げることが可能と
なる。したがって、ローパスフィルタによる制御帯域で
の位相遅れを低減することができる。
According to the pulse width modulation method of this embodiment, the pulse width modulation period is divided into 2n, and the pulse having the pulse width corresponding to the modulated data given for each pulse width modulation period is divided into 2n, and within each division period. Since the divided pulses are arranged respectively in the pulse width modulation period, 2n high level periods and 2n low level periods are created within the pulse width modulation period. As a result, the frequency of pulse width modulation increases by 2n times, making it possible to increase the cutoff frequency of the low-pass filter. Therefore, the phase delay in the control band caused by the low-pass filter can be reduced.

以下、このパルス幅変調方式を実施するパルス幅変調回
路の構成および動作について説明する。
The configuration and operation of a pulse width modulation circuit that implements this pulse width modulation method will be described below.

第1図はこの発明の一実施例におけるパルス幅変調回路
の構成を示すブロック図である。なお、以下の実施例で
は、m=5、n−3として説明するが、mおよびnの値
は任意の整数値でよい。
FIG. 1 is a block diagram showing the configuration of a pulse width modulation circuit in one embodiment of the present invention. In the following embodiments, m=5 and n-3 will be explained, but the values of m and n may be arbitrary integer values.

第1図において、7は、例えば5ビツトカウンタ(mビ
ットカウンタ)で、カウントクロック8でカウンタドア
ツブする。9は、例えば3ピントカウンタ(nビットカ
ウンタ)で、5ビツトカウンタ7のキャリー出力10を
カウントクロックとしてカウントアツプする。11は、
8ビツトレジスタ(m+nビットレジスタ)で、データ
12をサンプリングクロック13でラッチする。
In FIG. 1, 7 is a 5-bit counter (m-bit counter), for example, and the counter is cleared at a count clock 8. 9 is a 3-pin counter (n-bit counter), for example, which counts up using the carry output 10 of the 5-bit counter 7 as a count clock. 11 is
Data 12 is latched by the sampling clock 13 in an 8-bit register (m+n bit register).

16は、第1のコンパレータで、8ビツトレジスタ11
の下位3ビツトのデータ14と3ピントカウンタ9のカ
ウント値15とを比較する。18は、半加算器で、8ビ
ットレジスタの上位5ビツトのデータ17と第1のコン
パレータ16の出力23とを加算する。21は、第2の
コンパレータで、半加算器18の出力19と5ビントカ
ウンタフのカウント値20とを比較する。
16 is a first comparator, an 8-bit register 11
The lower three bits of data 14 are compared with the count value 15 of the 3-focus counter 9. A half adder 18 adds the data 17 of the upper five bits of the 8-bit register and the output 23 of the first comparator 16. 21 is a second comparator that compares the output 19 of the half adder 18 and the count value 20 of the 5-bint counter.

22は第2のコンパレータ21の出力であるパルス幅変
調信号である。
22 is a pulse width modulation signal which is the output of the second comparator 21.

第2図は、8ビツトレジスタ11の下位3ビツトデータ
14が例えば“O′の場合における第1図の実施例の各
部のタイムチャートであり、第2図(δ)〜(elの各
信号に付した符号は第1図の同一の符号にそれぞれ対応
している。すなわち、第2図(mlは8ビツトレジスタ
11の下位3ビツトデータ14と3ピントカウンタ9の
カウント値15とをそれぞれ示し、第2図(blは第I
のコンパレータ1Gの出力23を示し、第2図(C1は
半加算器18の出力19と5ビツトカウンタフのカウン
ト値20とをそれぞれ示し、第2図(dlは第2のコン
バレー。り21の出力であるパルス幅変調信号22を示
し、第2図(elはサンプリングクロック13を示して
いる。
FIG. 2 is a time chart of each part of the embodiment of FIG. 1 in the case where the lower three bit data 14 of the 8-bit register 11 is, for example, "O". The assigned symbols correspond to the same symbols in FIG. 1. In other words, in FIG. Figure 2 (bl is part I)
(C1 shows the output 19 of the half adder 18 and the count value 20 of the 5-bit counter, respectively. The output pulse width modulated signal 22 is shown in FIG. 2 (el indicates the sampling clock 13).

第3図は、8ビツトレジスタ11の下位3ビツトデータ
14が“4″の場合における第1図の実施例のタイムチ
ャートであり、第3図ta+〜(e)の各信号に付した
符号は第1図の同一の符号にそれぞれ対応しており、第
2図と同様である。なお、第3図における破線は、8ビ
ットレジスタ11の下位3ビツトデータ14が“0”の
場合を参考のために図示したものである。
FIG. 3 is a time chart of the embodiment of FIG. 1 when the lower three bit data 14 of the 8-bit register 11 is "4", and the symbols assigned to each signal ta+ to (e) in FIG. They respectively correspond to the same reference numerals in FIG. 1 and are the same as in FIG. 2. It should be noted that the broken lines in FIG. 3 indicate the case where the lower three bits of data 14 of the 8-bit register 11 are "0" for reference.

以上のように構成された第1図のパルス幅変調回路につ
いて、以下その動作を説明する。
The operation of the pulse width modulation circuit of FIG. 1 configured as described above will be explained below.

まず、5ビントカウンタフのキャリー出力lOが3ピン
トカウンタ9のカウントクロックになっているので、5
ビツトカウンタ7と3ビットカウンタ9とを合わせたも
のは、8ビツトカウンタと同じ働きをする。
First, since the carry output lO of the 5-bint counter is the count clock of the 3-pint counter 9,
The combination of bit counter 7 and 3-bit counter 9 functions the same as an 8-bit counter.

この場合、パルス幅変調を受けるデータ12がサンプリ
ングクロック13でサンプリングされると同時に5ピン
トカウンタ7および3ビツトカウンタ9のカウント値が
10“になるようにカウントクロック8を設定する。具
体的には、カウントクロック8の周波数を、サンプリン
グクロック13の2s倍に設定し、サンプリング周期毎
に8ビツトカウンタはO″から21−1”までカウント
アツプするようにする。
In this case, the count clock 8 is set so that the count value of the 5-pin counter 7 and the 3-bit counter 9 becomes 10" at the same time that the data 12 subjected to pulse width modulation is sampled by the sampling clock 13. Specifically, , the frequency of the count clock 8 is set to 2s times that of the sampling clock 13, and the 8-bit counter counts up from 0'' to 21-1'' every sampling period.

この結果、5ビツトカウンタフのカウント値20は、パ
ルス幅変調周期T1を23個に分割した各分割期間T2
を1周期として“0”から“2s−1″までカウントク
ロシフ毎に増加していくことになる。また、3ビツトカ
ウンタのカウント値15は、5ビソトカウンタフのキャ
リー出力10をカウントするので、各パルス幅変調周期
T1の最初から各分割期間T2毎に“O′から“23−
1”まで増加していくことになる。
As a result, the count value 20 of the 5-bit counter is equal to each divided period T2 obtained by dividing the pulse width modulation period T1 into 23.
is one cycle, and increases from "0" to "2s-1" every count clock shift. Also, since the count value 15 of the 3-bit counter counts the carry output 10 of the 5-bit counter, the count value 15 of the 3-bit counter counts the carry output 10 of the 5-bit counter.
It will increase to 1".

8ビツトレジスタ11の下位3ビツトデータ14がO″
の場合において、第1のコンパレータ16の2人力の関
係は、第2図ia+のように、常に3ピントカウンタ9
のカウント(直15が8ビツトレジスタ11の下位3ビ
ツトデータ14以上である。
The lower 3-bit data 14 of the 8-bit register 11 is O''
In the case of
count (direct 15 is greater than or equal to the lower 3 bit data 14 of the 8-bit register 11).

したがって、第1のコンパレータ16の出力23は、第
2図中)のように、常に0 (ローレベル)″となる。
Therefore, the output 23 of the first comparator 16 is always 0 (low level)'' as shown in FIG.

この結果、半加算器18の出力19としては、8ビツト
レジスタ11の上位5ビツトデータ17がそのまま出て
くる。
As a result, the upper 5 bit data 17 of the 8-bit register 11 is output as is as the output 19 of the half adder 18.

上記半加算器18の出力I9と5ビツトカウンタ7のカ
ウント値20との関係は第2図(clのようになり、こ
の半加算器18の出力19と5ビツトカウンタ7のカウ
ント値20とが第2のコンパレータ21で比較される。
The relationship between the output I9 of the half adder 18 and the count value 20 of the 5-bit counter 7 is as shown in FIG. A second comparator 21 compares them.

したがって、第2のコンパレータ21の出力であるパル
ス幅変調信号22は、第2図(dlのようになる。この
第2図(dlのパルス幅変調信号22は、パルス幅変調
周期T、を2n分割、すなわち8分割して5ビツトデー
タを各分割期間T2に入れており、全体のパルス幅とじ
ては8ビツトデータをパルス幅変調したものとなる。
Therefore, the pulse width modulation signal 22 which is the output of the second comparator 21 becomes as shown in FIG. 2 (dl). The data is divided into 8 parts and 5-bit data is put into each divided period T2, and the overall pulse width is the 8-bit data pulse-width modulated.

この場合、各パルス幅変調周期T1の最初から8ビツト
レジスタ11の下位nビットデータ14に相当する個数
の分割期間T2に配されるパルスのパルス幅が、8ビツ
トレジスタ11の上位5ビツトデータ17に対応するパ
ルス幅に下位3ビツトデータ14の最小ビットに対応す
るパルス幅を加えたものとなる。また、その後の分割期
間T2に配されるパルスのパルス幅は、上位5ビツトデ
ータ17に対応するパルス幅になる。
In this case, the pulse widths of the pulses distributed in the number of divided periods T2 corresponding to the lower n-bit data 14 of the 8-bit register 11 from the beginning of each pulse width modulation period T1 are the same as the upper 5-bit data 17 of the 8-bit register 11. The pulse width corresponding to the minimum bit of the lower three bit data 14 is added to the pulse width corresponding to the minimum bit of the lower three bit data 14. Further, the pulse width of the pulse arranged in the subsequent divided period T2 becomes the pulse width corresponding to the upper five bit data 17.

上記では、8ビツトレジスタ11の下位3ビツトデータ
14が0″であるので、各分割期間T2に入れられるパ
ルスの幅はすべて同一で、8ビツトレジスタ11の上位
5ビツトデータ17に対応するパルス幅となる。
In the above example, since the lower 3-bit data 14 of the 8-bit register 11 is 0'', the width of the pulses input in each division period T2 is all the same, and the pulse width corresponding to the upper 5-bit data 17 of the 8-bit register 11 is the same. becomes.

つぎに、8ビツトレジスタ11の下位3ビツトが“03
でない場合を考える。下位3ビツトの値をlO進に直し
て“4′とし、パルス幅変調周期を23分割した各分割
期間T2を前から1.2゜3、・・・、23と番号を付
すると、第3図[alのように第1から第4周期までは
8ビツトレジスクIIの下位3ビツトデータ14の方が
3ピントカウンタ9のカウント値15より大きい。この
ため、第1のコンパレータ16の出力23は、!3図f
blのように、第1から第4周期までは“1 (ハイレ
ベル) ″となり、半加算器18は、8ビツトレジスタ
11の上位5ビツトデータ17に“1”を加算して出力
する。第5周期から第2j周期までの各周期では、第1
のコンパレータ16の出力23は“O(ローレベル)9
となり、半加算器1Bは、8ビツトレジスタ11の上位
5ビツトデータ17をそのまま出力する。
Next, the lower three bits of the 8-bit register 11 become “03”.
Consider the case where it is not. If we convert the value of the lower 3 bits to 1O base and set it as "4'," and then number each divided period T2, which is obtained by dividing the pulse width modulation period into 23, as 1.2°3, . . . , 23 from the front, the third As shown in the figure [al], from the first to the fourth period, the lower 3 bit data 14 of the 8-bit register II is larger than the count value 15 of the 3-pin counter 9. Therefore, the output 23 of the first comparator 16 is !3 figure f
Like bl, it is "1 (high level)" from the first to fourth periods, and the half adder 18 adds "1" to the upper 5 bit data 17 of the 8-bit register 11 and outputs the result. In each cycle from the 5th cycle to the 2jth cycle, the first
The output 23 of the comparator 16 is “O (low level) 9
Therefore, the half adder 1B outputs the upper 5 bit data 17 of the 8-bit register 11 as it is.

したがって、コンパレータ22は、第3図(C1に示し
た半加算器18の出力19と5ビントカウンタフのカウ
ント値20とを2人力とし、第3図fd)のパルス幅変
調信号22(実線)を出力する。第3図+81はサンプ
リングクロックである。なお、第3図(C1,(dlは
、わかりやすくするために、半加算器18の出力19の
変化を実際より大きく描いている。第2のコンパレータ
21の出力は、第1周期から第4周期までパルス幅が“
1”ずつ加算されており、全体のパルス幅は8ビツトデ
ータをパルス幅変調したものとなる。
Therefore, the comparator 22 outputs the pulse width modulated signal 22 (solid line) in FIG. Output. +81 in FIG. 3 is a sampling clock. In addition, in FIG. 3 (C1, (dl), the change in the output 19 of the half adder 18 is drawn larger than it actually is for the sake of clarity. The output of the second comparator 21 is The pulse width is “
They are added in increments of 1", and the total pulse width is 8-bit data pulse width modulated.

なお、この実施例においてはハードウェアで構成したが
、ソフトウェアで構成してもよい。
Note that although this embodiment is configured using hardware, it may also be configured using software.

また、上記実施例では、5ピントカウンタ7゜3ビツト
カウンタ9および8ビツトレジスタ11を用いたが、カ
ウンタおよびレジスタのビット数は上記に限定されるこ
とはない。
Further, in the above embodiment, a 5-pin counter 7, a 3-bit counter 9, and an 8-bit register 11 are used, but the number of bits of the counter and register is not limited to the above.

〔発 明 の 効 果〕〔Effect of the invention〕

この発明によれば、パルス幅変調周期を複数に分割する
とともに、パルス幅変調周期毎に与えられる被変調デー
タに対応したパルス幅を有するパルスを複数個に分割し
、各分割期間内に分割パルスを各々配するので、パルス
幅変円周期内にハイレベル区間とローレベルの期間を複
数作ることができる。この結果、パルス幅変調の周波数
を上げることができ、ローパスフィルタのカットオフ周
波数を上げることが可能となり、ローパスフィルタによ
る制御帯域での位相遅れを少なくすることができ、その
実用的効果は大きい。
According to this invention, a pulse width modulation period is divided into a plurality of periods, a pulse having a pulse width corresponding to the modulated data given for each pulse width modulation period is divided into a plurality of pulses, and the divided pulse is divided into a plurality of pulses within each division period. , it is possible to create a plurality of high level sections and low level periods within the pulse width variable circular period. As a result, the frequency of pulse width modulation can be increased, the cutoff frequency of the low-pass filter can be increased, and the phase delay in the control band caused by the low-pass filter can be reduced, which has great practical effects.

【図面の簡単な説明】[Brief explanation of the drawing]

第1図はこの発明の一実施例におけるパルス幅変調回路
の構成を示すブロック図、第2図は下位3ピントデータ
が“0”の場合の第1図の実施例のタイムチャート、第
3図は下位3ビソトデークが“4”の場合の第1図の実
施例のタイムチャート、第4図は従来のパルス幅変調回
路の構成を示すブロック図である。 7・・・5ビツトカウンタ、9・・・3ビツトカウンタ
、11・・・8ビツトレジスタ、16・・・第1のコン
パレータ、18・・・半加算器、21・・・第2のコン
パレータ 1゜ 第1図 第2図
FIG. 1 is a block diagram showing the configuration of a pulse width modulation circuit in an embodiment of the present invention, FIG. 2 is a time chart of the embodiment of FIG. 1 when the lower three focus data is "0", and FIG. 3 1 is a time chart of the embodiment of FIG. 1 when the lower 3 bits are "4", and FIG. 4 is a block diagram showing the configuration of a conventional pulse width modulation circuit. 7...5-bit counter, 9...3-bit counter, 11...8-bit register, 16...first comparator, 18...half adder, 21...second comparator 1゜Figure 1 Figure 2

Claims (3)

【特許請求の範囲】[Claims] (1)パルス幅変調周期を複数期間に分割し、各分割期
間内に前記パルス幅変調周期毎に与えられる被変調デー
タに対応したパルス幅を有するパルスを複数個に分割し
てなる分割パルスをそれぞれ配することを特徴とするパ
ルス幅変調方式。
(1) The pulse width modulation period is divided into a plurality of periods, and within each division period, a divided pulse is obtained by dividing into a plurality of pulses having a pulse width corresponding to the modulated data given for each pulse width modulation period. A pulse width modulation method that is characterized by the following:
(2)前記被変調データがm+nビット(m、nは正整
数)であって、前記パルス幅変調周期を2^n分割し、
2^n個の分割期間にそれぞれ配する2^n個の分割パ
ルスを前記被変調データの上位mビットデータに対応す
るパルス幅に設定するとともに、前記2^n個の分割パ
ルスのうちの前記パルス幅変調周期の最初から前記被変
調データの下位nビットデータに対応する個数の分割パ
ルスについてそのパルス幅を前記被変調データの最下位
ビットに対応する幅だけ増加させる請求項(1)記載の
パルス幅変調方式。
(2) The modulated data is m+n bits (m and n are positive integers), and the pulse width modulation period is divided into 2^n,
The 2^n divided pulses arranged in each of the 2^n divided periods are set to a pulse width corresponding to the upper m-bit data of the modulated data, and the The pulse width of a number of divided pulses corresponding to the lower n bits of the modulated data is increased by a width corresponding to the least significant bit of the modulated data from the beginning of a pulse width modulation period. Pulse width modulation method.
(3)パルス幅変調周期毎に発生するサンプリングクロ
ックに応じてm+nビットの被変調データをラッチする
m+nビットレジスタと、前記パルス幅変調周期を2^
m^+^n分割した周期を有するカウントクロックを計
数するmビットカウンタと、このmビットカウンタのキ
ャリー出力をカウントするnビットカウンタと、前記m
+nビットレジスタの下位nビットデータと前記nビッ
トカウンタのカウント値とを比較し前記m+nビットレ
ジスタの下位nビットデータが前記nビットカウンタの
カウント値より大きいときに出力を発生する第1のコン
パレータと、前記m+nビットレジスタの上位mビット
データに対し前記第1のコンパレータの出力を上位mビ
ットデータのうちの最下位ビットデータとして加算する
半加算器と、この半加算器の出力データと前記mビット
カウンタのカウント値とを比較し前記半加算器の出力デ
ータが前記mビットカウンタのカウント値より大きいと
きに出力をパルス幅変調信号として発生する第2のコン
パレータとを備えたパルス幅変調回路。
(3) An m+n bit register that latches m+n bits of modulated data according to a sampling clock generated every pulse width modulation period, and
an m-bit counter that counts a count clock having a period divided by m^+^n; an n-bit counter that counts the carry output of this m-bit counter;
a first comparator that compares lower n-bit data of the +n-bit register with a count value of the n-bit counter and generates an output when the lower n-bit data of the m+n-bit register is greater than the count value of the n-bit counter; , a half adder that adds the output of the first comparator to the upper m bit data of the m+n bit register as the least significant bit data of the upper m bit data, and the output data of the half adder and the m bits. a second comparator that compares the count value of the counter and generates an output as a pulse width modulation signal when the output data of the half adder is larger than the count value of the m-bit counter.
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