一種利用fpga產(chǎn)生高精度pwm信號(hào)的方法
【專利摘要】本發(fā)明涉及一種利用FPGA產(chǎn)生高精度PWM信號(hào)的方法，屬于信號(hào)處理【技術(shù)領(lǐng)域】。本發(fā)明采用FPGA產(chǎn)生高頻時(shí)鐘信號(hào)，實(shí)現(xiàn)了高精度PWM信號(hào)的生成，不僅解決了現(xiàn)有方案中DSP芯片選型與PWM信號(hào)的頻率、精度之間的矛盾，而且電路實(shí)現(xiàn)簡(jiǎn)單，適用于例如成像導(dǎo)引系統(tǒng)的隨動(dòng)穩(wěn)像平臺(tái)這類高精度、小體積的控制系統(tǒng)。
【專利說(shuō)明】—種利用FPGA產(chǎn)生高精度PWM信號(hào)的方法

【技術(shù)領(lǐng)域】
[0001]本發(fā)明涉及信號(hào)處理【技術(shù)領(lǐng)域】，具體涉及一種利用FPGA產(chǎn)生高精度PWM信號(hào)的方法。

【背景技術(shù)】
[0002]為提高系統(tǒng)效率、減小系統(tǒng)體積，控制系統(tǒng)中常采用PWM(脈沖寬度調(diào)制)信號(hào)通過(guò)H橋功放驅(qū)動(dòng)電機(jī)轉(zhuǎn)動(dòng)。用于成像導(dǎo)引系統(tǒng)的隨動(dòng)穩(wěn)像平臺(tái)作為一種高精度、小體積的控制系統(tǒng)，目前主要采用專用的DSP (數(shù)字信號(hào)處理)芯片產(chǎn)生PWM信號(hào)。而常用帶PWM外設(shè)的DSP時(shí)鐘一般不超過(guò)150MHz，DSP芯片的內(nèi)部時(shí)鐘頻率決定了 PWM信號(hào)的頻率、精度，因此DSP芯片的選用限制了其所能產(chǎn)生的PWM信號(hào)的頻率和精度，反過(guò)來(lái)，對(duì)于PWM頻率和精度的要求也限制了 DSP芯片的選型。
[0003]因此，如何設(shè)計(jì)一種不受DSP芯片選用限制的產(chǎn)生高精度PWM信號(hào)的方法成為了亟待解決的技術(shù)問(wèn)題。


【發(fā)明內(nèi)容】

[0004](一 )要解決的技術(shù)問(wèn)題
[0005]本發(fā)明要解決的技術(shù)問(wèn)題是:如何設(shè)計(jì)一種不受DSP芯片選用限制的產(chǎn)生高精度PWM信號(hào)的方法。
[0006]( 二 )技術(shù)方案
[0007]為了解決上述技術(shù)問(wèn)題，本發(fā)明提供了一種利用FPGA產(chǎn)生高精度PWM信號(hào)的方法，包括以下步驟:
[0008]S1、利用現(xiàn)場(chǎng)可編程門陣列FPGA產(chǎn)生高頻時(shí)鐘信號(hào)，并發(fā)送給計(jì)數(shù)器；
[0009]S2、所述計(jì)數(shù)器接收到所述高頻時(shí)鐘信號(hào)后對(duì)時(shí)鐘計(jì)數(shù)，計(jì)到2n后清零，然后重新計(jì)數(shù)，如此循環(huán)直到達(dá)到預(yù)設(shè)的循環(huán)次數(shù)，從而產(chǎn)生鋸齒波，其中，η為所要產(chǎn)生的脈沖寬度調(diào)制PWM信號(hào)的精度位數(shù)；
[0010]S3、通過(guò)比較器將外部輸入的η位數(shù)據(jù)與所述鋸齒波比較，從而產(chǎn)生PWM信號(hào)。
[0011]優(yōu)選地，所述高頻時(shí)鐘信號(hào)由FPGA的時(shí)鐘信號(hào)發(fā)生器模塊產(chǎn)生。
[0012]優(yōu)選地，所產(chǎn)生的PWM信號(hào)的頻率=所述高頻時(shí)鐘信號(hào)的頻率/2η。
[0013]優(yōu)選地，所述高頻時(shí)鐘信號(hào)為300MHz的時(shí)鐘信號(hào)。
[0014]優(yōu)選地，η= 14。
[0015](三)有益效果
[0016]本發(fā)明采用FPGA產(chǎn)生高頻時(shí)鐘信號(hào)，實(shí)現(xiàn)了高精度PWM信號(hào)的生成，不僅解決了現(xiàn)有方案中DSP芯片選型與PWM信號(hào)的頻率、精度之間的矛盾，而且電路實(shí)現(xiàn)簡(jiǎn)單，適用于例如成像導(dǎo)引系統(tǒng)的隨動(dòng)穩(wěn)像平臺(tái)這類高精度、小體積的控制系統(tǒng)。

【專利附圖】

【附圖說(shuō)明】
[0017]圖1為本發(fā)明的方法流程圖；
[0018]圖2為本發(fā)明的方法的硬件實(shí)現(xiàn)框圖；
[0019]圖3為利用本發(fā)明的方法產(chǎn)生PWM信號(hào)的波形圖。

【具體實(shí)施方式】
[0020]為使本發(fā)明的目的、內(nèi)容、和優(yōu)點(diǎn)更加清楚，下面結(jié)合附圖和實(shí)施例，對(duì)本發(fā)明的【具體實(shí)施方式】作進(jìn)一步詳細(xì)描述。
[0021]如圖1所示，本發(fā)明提供了一種利用FPGA產(chǎn)生高精度PWM信號(hào)的方法，包括以下步驟:
[0022]S1、利用現(xiàn)場(chǎng)可編程門陣列FPGA的內(nèi)部IP核DCM模塊(時(shí)鐘信號(hào)發(fā)生器模塊)產(chǎn)生高頻時(shí)鐘信號(hào)，并發(fā)送給計(jì)數(shù)器；
[0023]S2、所述計(jì)數(shù)器接收到所述高頻時(shí)鐘信號(hào)后對(duì)時(shí)鐘計(jì)數(shù)，計(jì)到2n后清零，然后重新計(jì)數(shù)，如此循環(huán)直到達(dá)到預(yù)設(shè)的循環(huán)次數(shù)(例如3次)，從而產(chǎn)生鋸齒波(如圖3中的波形I所示)，其中，η為所要產(chǎn)生的脈沖寬度調(diào)制PWM信號(hào)的精度位數(shù)；
[0024]S3、通過(guò)比較器將外部輸入的η位數(shù)據(jù)(如圖3中的波形2所示)與所述鋸齒波比較，從而產(chǎn)生PWM信號(hào)(如圖3中的波形3所示)。
[0025]其中，所產(chǎn)生的PWM信號(hào)的頻率=所述高頻時(shí)鐘信號(hào)的頻率/2η。當(dāng)所述高頻時(shí)鐘信號(hào)為300MHz的時(shí)鐘信號(hào)，PWM信號(hào)的精度位數(shù)η = 14時(shí)(如圖2所示)，所產(chǎn)生的PWM信號(hào)的頻率為18.3 IKHz。
[0026]由以上實(shí)施例可以看出，本發(fā)明采用FPGA產(chǎn)生高頻時(shí)鐘信號(hào)，實(shí)現(xiàn)了高精度PWM信號(hào)的生成(可通過(guò)硬件描述語(yǔ)言實(shí)現(xiàn))，不僅解決了現(xiàn)有方案中DSP芯片選型與PWM信號(hào)的頻率、精度之間的矛盾，而且電路實(shí)現(xiàn)簡(jiǎn)單，適用于例如成像導(dǎo)引系統(tǒng)的隨動(dòng)穩(wěn)像平臺(tái)這類高精度、小體積的控制系統(tǒng)。
[0027]以上所述僅是本發(fā)明的優(yōu)選實(shí)施方式，應(yīng)當(dāng)指出，對(duì)于本【技術(shù)領(lǐng)域】的普通技術(shù)人員來(lái)說(shuō)，在不脫離本發(fā)明技術(shù)原理的前提下，還可以做出若干改進(jìn)和變形，這些改進(jìn)和變形也應(yīng)視為本發(fā)明的保護(hù)范圍。
【權(quán)利要求】
1.一種利用FPGA產(chǎn)生高精度PWM信號(hào)的方法，其特征在于，包括以下步驟: 51、利用現(xiàn)場(chǎng)可編程門陣列FPGA產(chǎn)生高頻時(shí)鐘信號(hào)，并發(fā)送給計(jì)數(shù)器； 52、所述計(jì)數(shù)器接收到所述高頻時(shí)鐘信號(hào)后對(duì)時(shí)鐘計(jì)數(shù)，計(jì)到2n后清零，然后重新計(jì)數(shù)，如此循環(huán)直到達(dá)到預(yù)設(shè)的循環(huán)次數(shù)，從而產(chǎn)生鋸齒波，其中，η為所要產(chǎn)生的脈沖寬度調(diào)制PWM信號(hào)的精度位數(shù)； 53、通過(guò)比較器將外部輸入的η位數(shù)據(jù)與所述鋸齒波比較，從而產(chǎn)生PWM信號(hào)。
2.如權(quán)利要求1所述的方法，其特征在于，所述高頻時(shí)鐘信號(hào)由FPGA的時(shí)鐘信號(hào)發(fā)生器模塊產(chǎn)生。
3.如權(quán)利要求1所述的方法，其特征在于，所產(chǎn)生的PWM信號(hào)的頻率=所述高頻時(shí)鐘信號(hào)的頻率/2η。
4.如權(quán)利要求1所述的方法，其特征在于，所述高頻時(shí)鐘信號(hào)為300MHz的時(shí)鐘信號(hào)。
5.如權(quán)利要求1?4中任一項(xiàng)所述的方法,其特征在于，η= 14。
【文檔編號(hào)】G05B11/28GK104281051SQ201310292135
【公開(kāi)日】2015年1月14日 申請(qǐng)日期:2013年7月12日 優(yōu)先權(quán)日:2013年7月12日
【發(fā)明者】張美生, 張雷, 陳蓮 申請(qǐng)人:中國(guó)航天科工集團(tuán)第三研究院第八三五八研究所