基于固件的DPWM发生器制造技术

本发明专利技术公开了一种基于固件的DPWM发生器。该数字脉冲宽度调制器由时钟生成模块、同步计数模块、IODELAY固件模块和异步信号生成模块组成。其中时钟生成模块对输入时钟信号倍频后产生基础时钟信号输入到同步计数模块和IODELAY固件模块。同步计数模块产生粗调控制信号和初始控制信号分别输入到IODELAY固件模块和异步信号产生模块。IODELAY固件模块实现对粗调控制信号延时产生对应的终止控制信号，然后将终止控制信号输入到异步信号产生模块中。在异步信号产生模块中，终止控制信号和初始控制信号通过RS触发器输出最终的数字脉冲宽度调制(DPWM)信号。本发明专利技术通过对粗调控制信号进行相位延迟可以实现更高精度的数字脉冲宽度调制，具有较强的准确性、通用性以及适用性。

DPWM generator based on firmware

The invention discloses a DPWM generator based on firmware. The digital pulse width modulator is composed of clock generation module, synchronous counting module, IODELAY firmware module and asynchronous signal generation module. The clock generation module generates the basic clock signal to the synchronous counting module and the IODELAY firmware module after frequency multiplication of the input clock signal. The synchronous counting module generates coarse tuning control signals and initial control signals respectively to the IODELAY firmware module and the asynchronous signal generation module. The IODELAY firmware module realizes the corresponding termination control signal for the time delay of the coarse control signal, and then inputs the termination control signal into the asynchronous signal generation module. In the asynchronous signal generation module, the final digital pulse width modulation (DPWM) signal is terminated by the RS trigger and the control signal and the initial control signal are terminated. The invention can realize a higher precision digital pulse width modulation by using the phase delay of the coarse control signal, and it has strong accuracy, versatility and applicability.

【技术实现步骤摘要】
基于固件的DPWM发生器
本专利技术属于电子
，具体地说，是一种数字脉冲宽度调制电路。
技术介绍
现在国内外的数字脉冲宽度调制(DigitalPulseWidthModulation,DPWM)电路一般有以下几种结构：计数器性DPWM、延时链型DPWM、抖动型DPWM、混合型DPWM。前三种结构都有各自较大的缺陷，因此目前最先进的DPWM通常采用混合型结构设计。混合型DPWM结合了传统的计数器型结构和延时链型结构，通常由粗调模块和细调模块构成。假设输入为一串二进制数组dc(N:0)，高位为dc(N:m)，低位为dc(m:0)。粗调模块使用传统的计数器结构，由高位确定粗调的脉冲占空比。而由延时链结构构成的细调模块使用由二进制数组的低位细调占空比，达到更高分辨率。IODELAY固件是Xilinx公司每个I/O模块中都包含的可编程延时单元，可用于组合输入通路、寄存输入通路、组合输出通路或寄存输出通路等，还可在内部资源中直接使用。
技术实现思路
本专利技术的目的是提供一种高分辨率的数字脉冲宽度调制器，在基础时钟分辨率不变时将调频精度提高64倍。本专利技术的技术方案为：一种基于固件的DPWM发生器，由时钟生成模块、同步计数模块、IODELAY固件模块和异步信号生成模块组成；其中，时钟生成模块对输入时钟信号倍频后产生基础时钟信号输入到同步计数模块和IODELAY固件模块；在同步计数模块中，预载计数器对基础时钟信号进行计数，从而实现脉宽粗调，同时产生粗调控制信号和初始控制信号，分别输入到IODELAY固件模块和异步信号产生模块；IODELAY固件模块对粗调控制信号进行延时产生一路对应的终止控制信号，并将终止控制信号输入到异步信号产生模块；在异步信号产生模块中，终止控制信号和初始控制信号通过RS触发器输出最终的数字脉冲宽度调制信号。本专利技术通过对粗调控制信号进行相位延迟可以实现更高精度的数字脉冲宽度调制(DPWM)。所述时钟生成模块包括一个倍频器，倍频器将输入信号进行倍频得到所需的基础时钟信号，实现了输入时钟信号的精确倍频。所述同步计数模块由预载计数器和2个D触发器组成。预载计数器实现对基础时钟信号的计数，在计数开始时生成初始控制信号，计数结束后生成粗调控制信号，实现脉宽的粗调；IODELAY固件模块由IODELAY固件构成。IODELAY固件的作用是对输入的粗调控制信号进行时延，从而产生64路的终止控制信号，再从64路终止控制信号中选择一路对应的粗调控制信号，实现粗调控制信号相位的精确延时，同时将该调制器的调制精度提高了64倍。异步信号生成模块主要由RS触发器组成。RS触发器对初始控制信号和终止控制信号进行锁存生成最终的数字脉冲宽度调制(DPWM)信号。即通过对粗调控制信号进行相位延迟可以实现更高精度的数字脉冲宽度调制(DPWM)。本专利技术与传统的数字脉冲宽度调制(DPWM)电路相比，可在基础时钟不变的前提下实现更高分辨率。附图说明图1是本专利技术基于IODELAY固件的DPWM电路总体结构。图2是时钟产生模块。图3是同步计数模块。图4是IODELAY固件模块。图5是异步信号产生模块。图6是同步计数模块输出波形。图7是IODELAY固件模块输出波形。图8是DPWM输出信号示意图。具体实施方式本专利技术基于固件的DPWM发生器，由同步计数模块实现信号的粗调，并输出初始控制信号和粗调控制信号；由IODELAY固件模块对粗调控制信号进行不同相位的时延，提高调制分辨率；同时在IODELAY固件模块产生相应的终止控制信号，然后与初始控制信号通过RS触发器输出最终的DPWM信号；同步计数模块和IODELAY固件模块所需的基础时钟信号由时钟生成模块生成。以下参照附图对本专利技术进一步详细说明。本专利技术提供一种高精度的数字脉冲宽度调制器，如图1所示，该调制器由时钟产生模块、同步计数模块、IODELAY固件模块和异步信号产生模块组成。四个模块具体的电路图如图2至图5所示。首先将输入11位数组dc(10:0)分为高4位dc(10:6)和低6位dc(5:0)。在图2所示的时钟产生模块中，DCM×4是4倍的频率倍频器，CLK信号为输入时钟信号，其频率为50MHz。CLK时钟信号经过DCM×4倍频器扩频后，得到频率为200MHz的基础时钟信号CK，然后将基础时钟信号CK送入到同步技术模块和IODELAY固件模块。在如图3所示的同步计数模块中，200MHz时钟输入，预载计数器对输入的基础时钟CK信号进行计数，计数开始(即count＝0)时计数器load端输出信号经过两个D触发器将输出一个初始控制信号(即图8中的SET信号)至异步信号产生模块的SET信号端。当计数完成(即count＝dc(10:6))后，carry_out端输出信号经过两个D触发器将输出粗调控制信号送至IODELAY固件模块中，至此完成脉宽的粗调，得到如图6所示的粗调控制信号。在如图4所示的IODELAY固件模块中，IODELAY固件的作用是由基础时钟信号控制粗调控制信号产生延时，由低六位dc(5:0)控制产生一路对应的终止控制信号(即图8中所示的RESET信号)，再将终止控制信号送入到异步信号产生模块中。在如图5所示的异步信号产生模块中，终止控制信号与初始控制信号(即图8所示的SET信号)经过RS触发器最终得到如图8所示的数字脉冲宽度调制(DPWM)信号。本文档来自技高网...

【技术保护点】
1.一种基于固件的DPWM发生器，其特征在于：由时钟生成模块、同步计数模块、IODELAY固件模块和异步信号生成模块组成；其中，时钟生成模块对输入时钟信号倍频后产生基础时钟信号输入到同步计数模块和IODELAY固件模块；在同步计数模块中，预载计数器对基础时钟信号进行计数，从而实现脉宽粗调，同时产生粗调控制信号和初始控制信号，分别输入到IODELAY固件模块和异步信号产生模块；IODELAY固件模块对粗调控制信号进行延时产生一路对应的终止控制信号，并将终止控制信号输入到异步信号产生模块；在异步信号产生模块中，终止控制信号和初始控制信号通过RS触发器输出最终的数字脉冲宽度调制信号。

【技术特征摘要】
1.一种基于固件的DPWM发生器，其特征在于：由时钟生成模块、同步计数模块、IODELAY固件模块和异步信号生成模块组成；其中，时钟生成模块对输入时钟信号倍频后产生基础时钟信号输入到同步计数模块和IODELAY固件模块；在同步计数模块中，预载计数器对基础时钟信号进行计数，从而实现脉宽粗调，同时产生粗调控制信号和初始控制信号，分别输入到IODELAY固件模块和异步信号产生模块；IODELAY固件模块对粗调控制信号进行延时产生一路对应的终止控制信号，并将终止控制信号输入到异步信号产生模块；在异步信号产生模块中，终止控制信号和初始控制信号通过RS触发器输出最终的数字脉冲宽度调制信号。2.根据权利要求1所述的基于固件的DPWM发生器，其特征在于：所述IODELAY固件模块包括IODELAY固件...

【专利技术属性】
技术研发人员：冯欣，赵梦倩，李洪涛，朱金瑞，陈锴，匡鑫，
申请(专利权)人：南京理工大学，
类型：发明
国别省市：江苏,32