TWI726460B - 控制數位脈衝寬度調變解析度的方法 - Google Patents

控制數位脈衝寬度調變解析度的方法 Download PDF

Info

Publication number
TWI726460B
TWI726460B TW108138648A TW108138648A TWI726460B TW I726460 B TWI726460 B TW I726460B TW 108138648 A TW108138648 A TW 108138648A TW 108138648 A TW108138648 A TW 108138648A TW I726460 B TWI726460 B TW I726460B
Authority
TW
Taiwan
Prior art keywords
pulse width
resolution
clock
value
width modulation
Prior art date
Application number
TW108138648A
Other languages
English (en)
Other versions
TW202118206A (zh
Inventor
姚宇桐
洪宗良
Original Assignee
亞源科技股份有限公司
Priority date (The priority date is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the date listed.)
Filing date
Publication date
Application filed by 亞源科技股份有限公司 filed Critical 亞源科技股份有限公司
Priority to TW108138648A priority Critical patent/TWI726460B/zh
Priority to US16/717,371 priority patent/US10886907B1/en
Application granted granted Critical
Publication of TW202118206A publication Critical patent/TW202118206A/zh
Publication of TWI726460B publication Critical patent/TWI726460B/zh

Links

Images

Classifications

    • HELECTRICITY
    • H03ELECTRONIC CIRCUITRY
    • H03KPULSE TECHNIQUE
    • H03K7/00Modulating pulses with a continuously-variable modulating signal
    • H03K7/08Duration or width modulation ; Duty cycle modulation
    • HELECTRICITY
    • H02GENERATION; CONVERSION OR DISTRIBUTION OF ELECTRIC POWER
    • H02MAPPARATUS FOR CONVERSION BETWEEN AC AND AC, BETWEEN AC AND DC, OR BETWEEN DC AND DC, AND FOR USE WITH MAINS OR SIMILAR POWER SUPPLY SYSTEMS; CONVERSION OF DC OR AC INPUT POWER INTO SURGE OUTPUT POWER; CONTROL OR REGULATION THEREOF
    • H02M3/00Conversion of dc power input into dc power output
    • H02M3/02Conversion of dc power input into dc power output without intermediate conversion into ac
    • H02M3/04Conversion of dc power input into dc power output without intermediate conversion into ac by static converters
    • H02M3/10Conversion of dc power input into dc power output without intermediate conversion into ac by static converters using discharge tubes with control electrode or semiconductor devices with control electrode
    • H02M3/145Conversion of dc power input into dc power output without intermediate conversion into ac by static converters using discharge tubes with control electrode or semiconductor devices with control electrode using devices of a triode or transistor type requiring continuous application of a control signal
    • H02M3/155Conversion of dc power input into dc power output without intermediate conversion into ac by static converters using discharge tubes with control electrode or semiconductor devices with control electrode using devices of a triode or transistor type requiring continuous application of a control signal using semiconductor devices only
    • H02M3/156Conversion of dc power input into dc power output without intermediate conversion into ac by static converters using discharge tubes with control electrode or semiconductor devices with control electrode using devices of a triode or transistor type requiring continuous application of a control signal using semiconductor devices only with automatic control of output voltage or current, e.g. switching regulators
    • H02M3/157Conversion of dc power input into dc power output without intermediate conversion into ac by static converters using discharge tubes with control electrode or semiconductor devices with control electrode using devices of a triode or transistor type requiring continuous application of a control signal using semiconductor devices only with automatic control of output voltage or current, e.g. switching regulators with digital control
    • HELECTRICITY
    • H03ELECTRONIC CIRCUITRY
    • H03MCODING; DECODING; CODE CONVERSION IN GENERAL
    • H03M3/00Conversion of analogue values to or from differential modulation
    • H03M3/30Delta-sigma modulation
    • H03M3/50Digital/analogue converters using delta-sigma modulation as an intermediate step
    • H03M3/502Details of the final digital/analogue conversion following the digital delta-sigma modulation
    • H03M3/506Details of the final digital/analogue conversion following the digital delta-sigma modulation the final digital/analogue converter being constituted by a pulse width modulator

Landscapes

  • Engineering & Computer Science (AREA)
  • Theoretical Computer Science (AREA)
  • Power Engineering (AREA)
  • Dc-Dc Converters (AREA)
  • Amplifiers (AREA)

Abstract

一種控制數位脈衝寬度調變解析度的方法,應用於一數位脈衝寬度調變產生器,所述方法是將第一計數器脈衝寬度時脈的數值除以第一脈衝寬度調變週期時脈的數值產生第一解析度,接著,若確認已收到調變指令則產生一第二解析度,若確認未收到調變指令則產生一第三解析度。其中,第二解析度大於第一解析度,且第二解析度小於第三解析度。

Description

控制數位脈衝寬度調變解析度的方法
本發明係有關一種控制解析度的方法,尤指一種應用於數位脈衝寬度調變產生器以控制數位脈衝寬度調變解析度的方法。
在類比電路中,類比訊號的值可以進行連續變化,在時間和數值的幅度上幾乎可以選取任何數值,輸入與輸出也呈線性變化。但類比電路有諸多的問題,例如控制訊號容易隨時間漂移、難以調節、功耗大、易受雜訊和環境干擾等。與類比電路不同,數位電路是在預定範圍內取數值,在任意時間點的輸出只能為ON或OFF(或稱為高準位、低準位)兩種狀態,所以電壓或電流是依據重複脈波序列的導通與關斷而傳輸至負載。而針對所述重複脈波序列的控制方法即為數位脈衝寬度調變(digital pulse width modulation, DPWM)的技術,是一種對類比訊號進行數位編碼的方法,通過使用可調變解析度之計數器調變方波的占空比(duty ratio),從而實現對類比訊號進行所述數位編碼。
然而,傳統的DPWM為了在兼顧獲得所需輸出解析度以及避免輸出電壓的極限環振盪(limit cycle oscillations)現象,往往需要將電子元件(例如:CPU、DSP等)操作在非常高的頻率,然而適用高頻率的電子元件價格較高,且電子元件操作於較高的頻率亦消耗較多的電能。亦有另一種傳統的方法稱之為dither方法,其利用一特定期間內多數個責任週期的快速抖動的平均化,而達到等效地提高DPWM的解析度,但是所述dither方法容易產生較高的輸出電壓以及電流漣波(ripple)。
為此,如何設計出一種控制數位脈衝寬度調變解析度的方法,特別是在不需提高電子元件之最大操作頻率的情況下,提高可控制之解析度的精確度,讓使用者在更容易獲得所需輸出解析度,乃為本案發明人所研究的重要課題。
本發明之目的在於提供一種控制數位脈衝寬度調變解析度的方法,可以在不需提高電子元件之最大操作頻率的情況下,提高可控制之解析度的精確度,讓使用者在更容易獲得所需輸出解析度的同時,避免造成輸出電壓的極限環振盪現象以及輸出電流的漣波現象,進而達到方便操作、節約功耗成本以及改善輸出訊號品質之目的。
為了達到前述目的,本發明所提出的控制數位脈衝寬度調變解析度的方法,應用於數位脈衝寬度調變產生器,所述方法包括:產生第一計數器脈衝寬度時脈以及第一脈衝寬度調變週期時脈,且第一計數器脈衝寬度時脈的數值除以第一脈衝寬度調變週期時脈的數值產生第一解析度;當確認已收到調變指令,第一計數器脈衝寬度時脈維持不變,第一脈衝寬度調變週期時脈的數值減去第一特定數值後產生第二脈衝寬度調變週期時脈,第一計數器脈衝寬度時脈的數值除以第二脈衝寬度調變週期時脈的數值產生第二解析度;以及當確認未收到調變指令,第一脈衝寬度調變週期時脈維持不變,第一計數器脈衝寬度時脈的數值增加第二特定數值後產生第二計數器脈衝寬度時脈,第二計數器脈衝寬度時脈的數值除以第一脈衝寬度調變週期時脈的數值產生第三解析度;其中,第二解析度大於第一解析度,且第二解析度小於第三解析度。
進一步而言,所述之數位脈衝寬度調變解析度的方法中,更包括:接收包括多數個位元的控制量;以及截除控制量中的倒數第一個位元,且以控制量中的倒數第二個位元作為調變指令。
進一步而言,所述之數位脈衝寬度調變解析度的方法中,第一特定數值為第一脈衝寬度調變週期時脈之責任週期的最低有效位,第二特定數值為第一計數器脈衝寬度時脈之責任週期的最低有效位。
在使用本發明所述之控制數位脈衝寬度調變解析度的方法時,對於所述數位脈衝寬度調變產生器而言,第一解析度是通過第一計數器脈衝寬度時脈(duty clock)的數值除以第一脈衝寬度調變週期時脈(pulse width modulation period clock, PWM period clock)的數值而產生。基本上,傳統方法中的脈衝寬度調變週期時脈是固定的,因此解析度完全由計數器脈衝寬度時脈來決定,傳統方法僅可通過調整計數器脈衝寬度時脈來改變解析度。然而傳統方法受限於脈衝寬度調變週期時脈的最大操作頻率,因此無法提高可控制之解析度的精確度。本發明是通過調變指令來控制第一計數器脈衝寬度時脈以及第一脈衝寬度調變週期時脈,且在不改變第一脈衝寬度調變週期時脈之可調整的最大數值(即電子元件的最大操作頻率)的情況,能夠以所需最小幅度的脈衝頻率調變(pulse frequency modulation, PFM)的方式,創造出數值範圍介於第一解析度與第三解析度之間的第二解析度。
為此,本發明可通過調變指令、第一特定數值以及第二特定數值的適當配置,提高可控制之解析度(即數位脈衝寬度調變解析度)的精確度,可以更小的調整幅度逼近或吻合所需輸出解析度,讓使用者在更容易獲得所需輸出解析度的同時,避免造成輸出電壓的極限環振盪現象以及輸出電流的漣波現象,進而達到方便操作、節約功耗成本以及改善輸出訊號品質之目的。進一步而言,小幅度的脈衝頻率調變(PFM)的控制方式亦有助於在頻譜中分散電磁干擾(electromagnetic interference, EMI),有助於緩解關於電磁干擾(EMI)的影響。
為了能更進一步瞭解本發明為達成預定目的所採取之技術、手段及功效,請參閱以下有關本發明之詳細說明與附圖,相信本發明特徵與特點,當可由此得一深入且具體之瞭解,然而所附圖式僅提供參考與說明用,並非用來對本發明加以限制者。
以下係藉由特定的具體實施例說明本發明之實施方式,熟悉此技術之人士可由本說明書所揭示之內容輕易地瞭解本發明之其他優點及功效。本發明亦可藉由其他不同的具體實例加以施行或應用,本發明說明書中的各項細節亦可基於不同觀點與應用在不悖離本發明之精神下進行各種修飾與變更。
須知,本說明書所附圖式繪示之結構、比例、大小、元件數量等,均僅用以配合說明書所揭示之內容,以供熟悉此技術之人士瞭解與閱讀,並非用以限定本發明可實施之限定條件,故不具技術上之實質意義,任何結構之修飾、比例關係之改變或大小之調整,在不影響本發明所能產生之功效及所能達成之目的下,均應落在本發明所揭示之技術內容得能涵蓋之範圍內。
茲有關本發明之技術內容及詳細說明,配合圖式說明如下。
請參閱圖1所示,為本發明控制數位脈衝寬度調變解析度的方法的流程圖。本發明所述控制數位脈衝寬度調變解析度的方法是主要應用於數位脈衝寬度調變(DPWM)產生器,所述方法包括下列步驟:產生第一計數器脈衝寬度時脈(duty clock)以及一第一脈衝寬度調變週期時脈(PWM period clock),且第一計數器脈衝寬度時脈的數值除以第一脈衝寬度調變週期時脈的數值產生一第一解析度(步驟S01)。
接著,接收包括多數個位元的一控制量(步驟S02)。然後,截除控制量中的倒數第一個位元(步驟S03),且以控制量中的倒數第二個位元作為調變指令(步驟S04)。繼而,確認是否收到調變指令(步驟S05)。
當確認已收到所述調變指令(即步驟05的判斷為是),第一計數器脈衝寬度時脈維持不變,第一脈衝寬度調變週期時脈的數值減去第一特定數值後產生第二脈衝寬度調變週期時脈(步驟S06)。此時,將第一計數器脈衝寬度時脈的數值除以第二脈衝寬度調變週期時脈的數值產生第二解析度(步驟S07)。其中,第二解析度大於第一解析度。
當確認未收到所述調變指令(即步驟05的判斷為否),第一脈衝寬度調變週期時脈維持不變,第一計數器脈衝寬度時脈的數值增加第二特定數值後產生第二計數器脈衝寬度時脈(步驟S08)。此時,第二計數器脈衝寬度時脈的數值除以第一脈衝寬度調變週期時脈的數值產生第三解析度(步驟S09)。其中,第二解析度小於第三解析度。在本發明所述之控制數位脈衝寬度調變解析度的方法,在確認未收到所述調變指令以及產生第三解析度(步驟S09)之後,如無明確地收到中止指令(圖中未示)或停止運作,則再重新執行確認是否收到調變指令(步驟S05)。在本發明之實施例中,所述數位脈衝寬度調變(DPWM)產生器可允許9位元輸入,所述控制量可以是11位元,現有技術的處理方式是直接截除倒數兩個位元,以生成相容於9位元輸入的DPWM產生器。本發明則是僅截除控制量中的倒數第一個位元,且可以控制量中的倒數第二個位元作為調變指令。舉例來說,當控制量中的倒數第二個位元為0,則視為未收到調變指令,當控制量中的倒數第二個位元為1,則視為已收到調變指令。
在使用本發明所述之控制數位脈衝寬度調變解析度的方法時,對於所述數位脈衝寬度調變產生器而言,第一解析度是通過第一計數器脈衝寬度時脈(duty clock)的數值除以第一脈衝寬度調變週期時脈(PWM period clock)的數值而產生。基本上,傳統方法中的脈衝寬度調變週期時脈是固定的,因此解析度完全由計數器脈衝寬度時脈來決定,傳統方法僅可通過調整計數器脈衝寬度時脈來改變解析度。然而傳統方法受限於脈衝寬度調變週期時脈的最大操作頻率,因此無法提高可控制之解析度的精確度。本發明是通過調變指令來控制第一計數器脈衝寬度時脈以及第一脈衝寬度調變週期時脈,且在不改變第一脈衝寬度調變週期時脈之可調整的最大數值(即電子元件的最大操作頻率)的情況,能夠以所需最小幅度的脈衝頻率調變(PFM)的方式,創造出數值範圍介於第一解析度與第三解析度之間的第二解析度。在本發明所述之第一實施例中,第一特定數值可以是第一脈衝寬度調變週期時脈之責任週期(duty cycle)的最低有效位(least significant bit, LSB),第二特定數值可以是第一計數器脈衝寬度時脈之責任週期的最低有效位。即對應當控制量中的倒數第二個位元為1時視為已收到調變指令,且在控制量中的倒數第一個位元遭截除的同時,控制量中的倒數第二個位元即最低有效位。
請參閱圖2所示,為本發明控制數位脈衝寬度調變解析度的方法之第一實施例的示意圖。在本發明之第一實施例中,第一計數器脈衝寬度時脈為20 clocks,第一脈衝寬度調變週期時脈為100 clocks,且第一特定數值以及第二特定數值均為1 clock。如圖2中的(a),此時第一解析度為20%。
當確認未收到調變指令,第一脈衝寬度調變週期時脈(即100 clocks)維持不變(即維持DPWM產生器的最大操作頻率),第一計數器脈衝寬度時脈(即20 clocks)的數值增加第二特定數值(即1 clock)後產生第二計數器脈衝寬度時脈(即21 clocks)。繼而,如圖2中的(c),第二計數器脈衝寬度時脈(即21 clocks)的數值除以第一脈衝寬度調變週期時脈(即100 clocks)的數值產生第三解析度(即21/100 = 21%)。在確認未收到所述調變指令以及產生第三解析度之後,如無明確地收到中止指令或停止運作,則再一次地確認是否收到調變指令。
當確認已收到調變指令,第一計數器脈衝寬度時脈(即20 clocks)維持不變,第一脈衝寬度調變週期時脈(即100 clocks)的數值減去第一特定數值(即1 clock)後產生第二脈衝寬度調變週期時脈(即99 clocks)。繼而,如圖2中的(b),第一計數器脈衝寬度時脈(即20 clocks)的數值除以第二脈衝寬度調變週期時脈(即99 clocks)的數值產生第二解析度(即20/99 = 20.2%)。
由此類推,可以圖2中的(c)為基礎,獲得在下一階的解析度為圖2中之(d)的21.2%,以及圖2中之(e)的22%。本發明之第一實施例在未提高DPWM產生器之最大操作頻率的情況下,相較於傳統方法更創造出解析度20.2%以及21.2%,而傳統方式僅能提供20%、21%、22%的解析度。
請參閱圖3A以及圖3B所示。其中,圖3A為本發明控制數位脈衝寬度調變解析度的方法之第二實施例的示意圖,圖3B為本發明控制數位脈衝寬度調變解析度的方法之第三實施例的示意圖。
如圖3A所示,本發明之第二實施例與前述第一實施例大致相同,惟第一計數器脈衝寬度時脈為50 clocks。
當確認未收到調變指令,第一脈衝寬度調變週期時脈(即100 clocks)維持不變(即維持DPWM產生器的最大操作頻率),第一計數器脈衝寬度時脈(即50 clocks)的數值增加第二特定數值(即1 clock)後產生第二計數器脈衝寬度時脈(即51 clocks)。繼而,如圖3A中的(c),第二計數器脈衝寬度時脈(即51 clocks)的數值除以第一脈衝寬度調變週期時脈(即100 clocks)的數值產生第三解析度(即51/100 = 51%)。在確認未收到所述調變指令以及產生第三解析度之後,如無明確地收到中止指令或停止運作,則再一次地確認是否收到調變指令。
當確認已收到調變指令,第一計數器脈衝寬度時脈(即50 clocks)維持不變,第一脈衝寬度調變週期時脈(即100 clocks)的數值減去第一特定數值(即1 clock)後產生第二脈衝寬度調變週期時脈(即99 clocks)。繼而,如圖3A中的(b),第一計數器脈衝寬度時脈(即50 clocks)的數值除以第二脈衝寬度調變週期時脈(即99 clocks)的數值產生第二解析度(即50/99 = 50.9%)。
由此類推,可以圖3A中的(c)為基礎,獲得在下一階的解析度為圖3A中之(d)的51.5%,以及圖3A中之(e)的52%。本發明之第二實施例在未提高DPWM產生器之最大操作頻率的情況下,相較於傳統方法更創造出解析度50.9%以及51.5%,而傳統方式僅能提供50%、51%、52%的解析度。
如圖3B所示,本發明之第三實施例與前述第二實施例大致相同,惟第一特定數值以及第二特定數值均為2 clocks。
當確認未收到調變指令,第一脈衝寬度調變週期時脈(即100 clocks)維持不變(即維持DPWM產生器的最大操作頻率),第一計數器脈衝寬度時脈(即50 clocks)的數值增加第二特定數值(即2 clocks)後產生第二計數器脈衝寬度時脈(即52 clocks)。繼而,如圖3B中的(c),第二計數器脈衝寬度時脈(即52 clocks)的數值除以第一脈衝寬度調變週期時脈(即100 clocks)的數值產生第三解析度(即52/100 = 52%)。在確認未收到所述調變指令以及產生第三解析度之後,如無明確地收到中止指令或停止運作,則再一次地確認是否收到調變指令。
當確認已收到調變指令,第一計數器脈衝寬度時脈(即50 clocks)維持不變,第一脈衝寬度調變週期時脈(即100 clocks)的數值減去第一特定數值(即2 clocks)後產生第二脈衝寬度調變週期時脈(即98 clocks)。繼而,如圖3B中的(b),第一計數器脈衝寬度時脈(即50 clocks)的數值除以第二脈衝寬度調變週期時脈(即98 clocks)的數值產生第二解析度(即50/98 = 51.02%)。
由此類推,可以圖3B中的(c)為基礎,獲得在下一階的解析度為圖3B中之(d)的53.06%,以及圖3B中之(e)的54%。本發明之第三實施例在未提高DPWM產生器之最大操作頻率的情況下,相較於傳統方法更創造出解析度51.02%以及53.06%,而傳統方式僅能提供50%、52%、54%的解析度。
請參閱圖4A以及圖4B所示。其中,圖4A為本發明控制數位脈衝寬度調變解析度的方法之第四實施例的示意圖,圖4B為本發明控制數位脈衝寬度調變解析度的方法之第五實施例的示意圖。
如圖4A所示,本發明之第四實施例與前述第一實施例大致相同,惟第一計數器脈衝寬度時脈為80 clocks。
當確認未收到調變指令,第一脈衝寬度調變週期時脈(即100 clocks)維持不變(即維持DPWM產生器的最大操作頻率),第一計數器脈衝寬度時脈(即80 clocks)的數值增加第二特定數值(即1 clock)後產生第二計數器脈衝寬度時脈(即81 clocks)。繼而,如圖4A中的(c),第二計數器脈衝寬度時脈(即81 clocks)的數值除以第一脈衝寬度調變週期時脈(即100 clocks)的數值產生第三解析度(即81/100 = 81%)。在確認未收到所述調變指令以及產生第三解析度之後,如無明確地收到中止指令或停止運作,則再一次地確認是否收到調變指令。
當確認已收到調變指令,第一計數器脈衝寬度時脈(即80 clocks)維持不變,第一脈衝寬度調變週期時脈(即100 clocks)的數值減去第一特定數值(即1 clock)後產生第二脈衝寬度調變週期時脈(即99 clocks)。繼而,如圖4A中的(b),第一計數器脈衝寬度時脈(即80 clocks)的數值除以第二脈衝寬度調變週期時脈(即99 clocks)的數值產生第二解析度(即80/99 = 80.8%)。
由此類推,可以圖4A中的(c)為基礎,獲得在下一階的解析度為圖4A中之(d)的81.8%,以及圖4A中之(e)的82%。本發明之第四實施例在未提高DPWM產生器之最大操作頻率的情況下,相較於傳統方法更創造出解析度80.8%以及81.8%,而傳統方式僅能提供80%、81%、82%的解析度。
如圖4B所示,本發明之第五實施例與前述第四實施例大致相同,惟第一特定數值以及第二特定數值均為2 clocks。
當確認未收到調變指令,第一脈衝寬度調變週期時脈(即100 clocks)維持不變(即維持DPWM產生器的最大操作頻率),第一計數器脈衝寬度時脈(即80 clocks)的數值增加第二特定數值(即2 clocks)後產生第二計數器脈衝寬度時脈(即82 clocks)。繼而,如圖4B中的(c),第二計數器脈衝寬度時脈(即82 clocks)的數值除以第一脈衝寬度調變週期時脈(即100 clocks)的數值產生第三解析度(即82/100 = 82%)。在確認未收到所述調變指令以及產生第三解析度之後,如無明確地收到中止指令或停止運作,則再一次地確認是否收到調變指令。
當確認已收到調變指令,第一計數器脈衝寬度時脈(即80 clocks)維持不變,第一脈衝寬度調變週期時脈(即100 clocks)的數值減去第一特定數值(即2 clocks)後產生第二脈衝寬度調變週期時脈(即98 clocks)。繼而,如圖4B中的(b),第一計數器脈衝寬度時脈(即80 clocks)的數值除以第二脈衝寬度調變週期時脈(即98 clocks)的數值產生第二解析度(即80/98 = 81.63%)。
由此類推,可以圖4B中的(c)為基礎,獲得在下一階的解析度為圖4B中之(d)的83.67%,以及圖4B中之(e)的84%。本發明之第五實施例在未提高DPWM產生器之最大操作頻率的情況下,相較於傳統方法更創造出解析度81.63%以及83.67%,而傳統方式僅能提供80%、82%、84%的解析度。
除此之外,若第一特定數值以及第二特定數值並沒有使用適當的配置時(例如,第一特定數值為第一脈衝寬度調變週期時脈之數值的一半,且第二特定數值為第一計數器脈衝寬度時脈之數值的一半),則可能會使得解析度的調整失序,更甚至可能引致輸出電壓的極限環振盪現象以及輸出電流的漣波現象。例如,在本發明之第六實施例(圖中未示)中,第一計數器脈衝寬度時脈為20 clocks,第一脈衝寬度調變週期時脈為100 clocks。第一特定數值為第一脈衝寬度調變週期時脈之數值的一半(即10 clocks),且第二特定數值為第一計數器脈衝寬度時脈之數值的一半(即 50 clocks)。此時,第一解析度為20%,第二解析度為13.33%。第二階(即下一階)的第一解析度為30%、下一階的第二解析度為20%。第三階(即更下一階)的第一解析度為40%、更下一階的第二解析度為26.67%。在傳統方式僅能提供20%、30%、40%的解析度。但若在收到調變指令之後,其調整的順序可能會變成是20% →13.33% → 30% → 20% → 40% → 26.67%。可以由前述數值發現,在這樣的調變過程中,數值呈現的是忽大忽小(波形圖中忽高忽低的震盪)的現象,且調變的數值相對於傳統方式所獲得的數值越來越發散(13.33%與20%相差6.67%,20%與30%相差10%,26.67%與40%相差13.33%),可能引致輸出電壓的極限環振盪現象以及輸出電流的漣波現象。為此,第一特定數值應小於第一脈衝寬度調變週期時脈之數值的一半,且第二特定數值應小於第一計數器脈衝寬度時脈之數值的一半。
為此,本發明可通過調變指令、第一特定數值以及第二特定數值的適當配置,提高可控制之解析度(即數位脈衝寬度調變解析度)的精確度,可以更小的調整幅度逼近或吻合所需輸出解析度,讓使用者在更容易獲得所需輸出解析度的同時,避免造成輸出電壓的極限環振盪現象以及輸出電流的漣波現象,進而達到方便操作、節約功耗成本以及改善輸出訊號品質之目的。進一步而言,小幅度的脈衝頻率調變(PFM)的控制方式亦有助於在頻譜中分散電磁干擾(EMI),有助於緩解關於電磁干擾(EMI)的影響。
以上所述,僅為本發明較佳具體實施例之詳細說明與圖式,惟本發明之特徵並不侷限於此,並非用以限制本發明,本發明之所有範圍應以下述之申請專利範圍為準,凡合於本發明申請專利範圍之精神與其類似變化之實施例,皆應包括於本發明之範疇中,任何熟悉該項技藝者在本發明之領域內,可輕易思及之變化或修飾皆可涵蓋在以下本案之專利範圍。
S01-S09 步驟
圖1為本發明控制數位脈衝寬度調變解析度的方法的流程圖;
圖2為本發明控制數位脈衝寬度調變解析度的方法之第一實施例的示意圖;
圖3A為本發明控制數位脈衝寬度調變解析度的方法之第二實施例的示意圖;
圖3B為本發明控制數位脈衝寬度調變解析度的方法之第三實施例的示意圖;
圖4A為本發明控制數位脈衝寬度調變解析度的方法之第四實施例的示意圖;以及
圖4B為本發明控制數位脈衝寬度調變解析度的方法之第五實施例的示意圖。
S01-S09 步驟

Claims (5)

  1. 一種控制數位脈衝寬度調變解析度的方法,應用於一數位脈衝寬度調變產生器,該方法包括: 產生一第一計數器脈衝寬度時脈以及一第一脈衝寬度調變週期時脈,且該第一計數器脈衝寬度時脈的數值除以該第一脈衝寬度調變週期時脈的數值產生一第一解析度; 當確認已收到一調變指令,該第一計數器脈衝寬度時脈維持不變,該第一脈衝寬度調變週期時脈的數值減去一第一特定數值後產生一第二脈衝寬度調變週期時脈,該第一計數器脈衝寬度時脈的數值除以該第二脈衝寬度調變週期時脈的數值產生一第二解析度;以及 當確認未收到該調變指令,該第一脈衝寬度調變週期時脈維持不變,該第一計數器脈衝寬度時脈的數值增加一第二特定數值後產生一第二計數器脈衝寬度時脈,該第二計數器脈衝寬度時脈的數值除以該第一脈衝寬度調變週期時脈的數值產生一第三解析度; 其中,該第二解析度大於該第一解析度,且該第二解析度小於該第三解析度。
  2. 如申請專利範圍第1項所述之控制數位脈衝寬度調變解析度的方法,更包括: 接收包括多數個位元的一控制量;以及 截除該控制量中的倒數第一個位元,且以該控制量中的倒數第二個位元作為該調變指令。
  3. 如申請專利範圍第1項所述之控制數位脈衝寬度調變解析度的方法,其中,該第一特定數值為該第一脈衝寬度調變週期時脈之責任週期的最低有效位,該第二特定數值為該第一計數器脈衝寬度時脈之責任週期的最低有效位。
  4. 如申請專利範圍第1項所述之控制數位脈衝寬度調變解析度的方法,其中,該第一特定數值等於該第二特定數值。
  5. 如申請專利範圍第1項所述之控制數位脈衝寬度調變解析度的方法,其中,該第一特定數值小於該第一脈衝寬度調變週期時脈之數值的一半,且該第二特定數值小於該第一計數器脈衝寬度時脈之數值的一半。
TW108138648A 2019-10-25 2019-10-25 控制數位脈衝寬度調變解析度的方法 TWI726460B (zh)

Priority Applications (2)

Application Number Priority Date Filing Date Title
TW108138648A TWI726460B (zh) 2019-10-25 2019-10-25 控制數位脈衝寬度調變解析度的方法
US16/717,371 US10886907B1 (en) 2019-10-25 2019-12-17 Method of controlling resolution of digital pulse width modulation

Applications Claiming Priority (1)

Application Number Priority Date Filing Date Title
TW108138648A TWI726460B (zh) 2019-10-25 2019-10-25 控制數位脈衝寬度調變解析度的方法

Publications (2)

Publication Number Publication Date
TW202118206A TW202118206A (zh) 2021-05-01
TWI726460B true TWI726460B (zh) 2021-05-01

Family

ID=74045073

Family Applications (1)

Application Number Title Priority Date Filing Date
TW108138648A TWI726460B (zh) 2019-10-25 2019-10-25 控制數位脈衝寬度調變解析度的方法

Country Status (2)

Country Link
US (1) US10886907B1 (zh)
TW (1) TWI726460B (zh)

Citations (6)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
US6781530B2 (en) * 2002-11-12 2004-08-24 Pulse-Link, Inc. Ultra-wideband pulse modulation system and method
US7126463B2 (en) * 2003-08-01 2006-10-24 General Motors Corporation PWM and variable frequency based position indicators
TW200803183A (en) * 2006-06-15 2008-01-01 Mstar Semiconductor Inc Digital-to-analog converter and related method
TW200822562A (en) * 2006-10-02 2008-05-16 Hitachi Comp Peripherals Co PWM signal generating circuit and power supply apparatus comprising such PWM signal generating circuit
US20120154005A1 (en) * 2010-12-20 2012-06-21 Frederiksen Gene A Pulse width modulated signal generation method and apparatus
US9793683B2 (en) * 2015-08-21 2017-10-17 Vuemetrix, Inc. Digital pulse width modulation power supply with pico second resolution

Family Cites Families (1)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JP6794541B2 (ja) * 2016-10-20 2020-12-02 ホアウェイ・テクノロジーズ・カンパニー・リミテッド 高い精度でデジタル制御可能な発振器

Patent Citations (6)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
US6781530B2 (en) * 2002-11-12 2004-08-24 Pulse-Link, Inc. Ultra-wideband pulse modulation system and method
US7126463B2 (en) * 2003-08-01 2006-10-24 General Motors Corporation PWM and variable frequency based position indicators
TW200803183A (en) * 2006-06-15 2008-01-01 Mstar Semiconductor Inc Digital-to-analog converter and related method
TW200822562A (en) * 2006-10-02 2008-05-16 Hitachi Comp Peripherals Co PWM signal generating circuit and power supply apparatus comprising such PWM signal generating circuit
US20120154005A1 (en) * 2010-12-20 2012-06-21 Frederiksen Gene A Pulse width modulated signal generation method and apparatus
US9793683B2 (en) * 2015-08-21 2017-10-17 Vuemetrix, Inc. Digital pulse width modulation power supply with pico second resolution

Also Published As

Publication number Publication date
US10886907B1 (en) 2021-01-05
TW202118206A (zh) 2021-05-01

Similar Documents

Publication Publication Date Title
US20100117699A1 (en) PWM Controller with Frequency Jitter Functionality and Related Method
JP6360386B2 (ja) スペクトラム拡散クロック生成回路
US10291124B2 (en) Spread spectrum control apparatus and method
TWI551053B (zh) 脈寬調變訊號產生電路與方法
TWI666871B (zh) 二倍頻裝置及方法
US10148312B2 (en) Circuit and method to reduce fundamental and modulation spurs with spread spectrum
JP4390646B2 (ja) スプレッドスペクトラムクロック生成器及びその変調方法
JP4843041B2 (ja) 変調されたデューティサイクルによるパルス信号の生成
US9124187B2 (en) Control device for switching power source
US20100007390A1 (en) Clock generating circuit, power converting system, and related method with spread spectrum for EMI reduction
TWI726460B (zh) 控制數位脈衝寬度調變解析度的方法
JP2007208705A (ja) スペクトラム拡散クロック発生回路
JP6626024B2 (ja) 電圧変換装置
US8963527B2 (en) EMI mitigation of power converters by modulation of switch control signals
CN110719089B (zh) 一种控制数位脉冲宽度调变分辨率的方法
JP6888023B2 (ja) デジタル増幅器用変調器
JP7318850B2 (ja) 電力変換装置
JP4874020B2 (ja) スペクトラム拡散クロック発生回路
JP2018186505A (ja) パルス幅変調信号周波数の生成
CN111030649B (zh) 随机抖频电路及其控制方法、控制装置、介质
CN107154729B (zh) 一种服务器电源功率因数校正电路的抖频设计方法
CN111884499A (zh) 斜波补偿dc/dc转换装置及用于其中的pwm控制器
CN109687874B (zh) 一种晶振的激励信号的生成装置、芯片及晶振激励系统
RU2445731C1 (ru) Способ уменьшения интенсивности переходных процессов на элементах выходного каскада ключевого сверхдлинноволнового радиопередающего устройства и радиопередатчик для реализации способа (варианты)
CN107104599B (zh) 一种服务器电源dc-dc电路的抖频设计方法