本发明专利技术公开了一种快速低频脉宽调制信号解调装置：包括锁相环电路（100）和同步提取电路（200）；锁相环电路（100）包括依次相连且形成闭环的鉴相器（1）、环路滤波器（2）、压控振荡器（3）和分频器（4）；同步提取电路（200）包括依次相连的单位周期积分器（5）和采样保持器（6）；分频器（4）分别与单位周期积分器（5）和采样保持器（6）相连，分频器（4）与鉴相器（1）之间的连线与单位周期积分器（5）相连。本发明专利技术还同时公开了利用上述装置所进行的快速低频脉宽调制信号解调方法。利用本发明专利技术的快速低频脉宽调制信号解调方法，能快速地提取低频50、60赫兹或100、120赫兹脉宽调制信号的脉宽信息。
【技术实现步骤摘要】
本专利技术属于电子
，涉及脉宽调制信号解调。更具体地说，本专利技术涉及一种新高性能低价格的快速低频脉宽调制信号解调方法。
技术介绍
在照明系统中，尤其在LED照明系统中，调光要求已成为一项基本要求。其调光信号通常是以脉宽调制信号方式传输，例如，常用的白织灯的可控硅调光器。可控硅调光器传输一低频50赫兹或60赫兹定频率的交变信号，其脉宽是随可控硅调光器的导通角变化而变化，也就是说，其脉宽反映可控硅调光器所给定的控制值。如何提取该定频率的低频脉宽调制信号的脉宽信息有一些现成的方法，但存在应用上的问题。如图1所示，对一低频脉宽调制信号而言，其频谱是由其对应脉宽的直流分量和其基频及高次谐波组成。具体对可控硅调光器的输出而言，其基频是50、60赫兹或100、120赫兹。在频域上，50、60赫兹或100、120赫兹基频非常靠近直流分量(零赫兹)。要提取该低频脉宽调制信号中的直流分量，这需要非常窄带的低通滤波器来滤除其基频，即50、60赫兹或100、120赫兹及所有高次谐波。由低通滤波器的特性可知，其低通滤波器的动态响应速度是与其带宽成正比，即， 低通滤波器的带宽越窄，其动态响应速度越慢。在实际应用中，通常是希望当可控硅调光器的控制值经人为的改变之后，其对应的照明系统应该能迅速地改变其相应的亮度以反馈可控硅调光器的相应控制值的效果。如果低频50、60赫兹或100、120赫兹脉宽调制信号的脉宽信息是由非常窄带的低通滤波器来提取，脉宽信息需要相当长的时间来提取，所以其相应的照明系统有相当长时间的滞后而不能迅速地改变其相应的亮度以反馈这可控硅调光器的相应控制值的效果。显然采用窄带低通滤波器来提取低频50、60赫兹或100、120赫兹脉宽调制信号的脉宽信息不能满足实际应用的要求。
技术实现思路
本专利技术要解决的技术问题是提供一种新高性能低价格的快速低频脉宽调制信号解调方法，其能快速地提取低频50、60赫兹或100、120赫兹脉宽调制信号的脉宽信息。为了解决上述技术问题，本专利技术提供一种快速低频脉宽调制信号解调装置包括锁相环电路和同步提取电路；锁相环电路包括依次相连且形成闭环的鉴相器、环路滤波器、 压控振荡器和分频器；同步提取电路包括依次相连的单位周期积分器和采样保持器；分频器分别与单位周期积分器和采样保持器相连，分频器与鉴相器之间的连线与单位周期积分器相连。作为本专利技术的快速低频脉宽调制信号解调装置的改进单位周期积分器由开关电容积分器及锁相环电路中的分频器的输出信号组合而成；开关电容积分器的积分常数正比于相应的单位周期。本专利技术还同时提供了利用上述装置所进行的快速低频脉宽调制信号解调方法锁相环电路用于产生与定频率低频脉宽调制信号同频同相的方波信号及相应倍数频率的方波信号；定频率低频脉宽调制信号经单位周期积分器在单位周期内积分；单位周期积分器的输出信号在单位周期积分的周期末被采样保持器采样保持输出，定频率低频脉宽调制信号的脉宽即以直流电压信号形式为采样保持器的采样保持输出。本专利技术的整个电路可分成两部分其一是锁相环电路，它是由鉴相器，环路滤波器，压控振荡器及分频器组成；其二是同步提取电路，它是由单位周期积分器以及采样保持器组成。锁相环电路是用于产生与定频率低频脉宽调制信号同频同相的方波信号及相应倍数频率的方波信号。锁相环电路所产生的与定频率低频脉宽调制信号同频同相的方波信号及相应倍数频率的方波信号可与积分器结合形成单位周期积分器。单位周期积分器是使得该积分器的积分常数正比于单位周期积分的周期，即，定频脉宽调制信号的周期。定频率低频脉宽调制信号经这单位周期积分器在单位周期内积分。其输出信号在单位周期积分的周期末被采样保持器采样保持输出，这定频率低频脉宽调制信号的脉宽即以直流电压信号形式为采样保持器的采样保持输出。本专利技术的优点是不需要低通滤波器(虽然锁相环电路中有环路滤波器，但当定频率低频脉宽调制信号频率和锁相环电路所产生的同频同相的方波信号频率相同时，该环路滤波器的输出变化相当小)就能提取定频率低频脉宽调制信号的脉宽信息。本专利技术的优点是它那能使所提取的定频率低频脉宽调制信号的脉宽值可以在一个单位周期积分的周期之后变化，即，所提取的定频率低频脉宽调制信号的脉宽值信息仅滞后一个脉宽信号周期。本专利技术的优点是其解调方法的动态响应速度远大于采用窄带低通滤波器来提取所述低频50、60赫兹或100、120赫兹脉宽调制信号的脉宽信息的动态响应速度。附图说明下面结合附图对本专利技术的具体实施方式作进一步详细说明。图1是现有窄带低通滤波器提取这低频50、60赫兹或100、120赫兹脉宽调制信号的脉宽信息方案。图2是本专利技术的快速低频脉宽调制信号解调装置的方框图。图3是本专利技术的快速低频脉宽调制信号解调装置的具体实例电路图。具体实施例方式本专利技术的高性能低价格的快速低频脉宽调制信号解调方法具体实例电路如图3 所示。整个电路可分成两部分。其一是锁相环电路100，其是由依次相连且形成闭环的鉴相器1、环路滤波器2、压控振荡器3及分频器4组成。其二是同步提取电路200，其是由相互连接的单位周期积分器5以及采样保持器6组成。分频器4分别与单位周期积分器5和采样保持器6相连。单位周期积分器5由开关电容积分器及锁相环电路100中的分频器4 的输出信号组合而成；开关电容积分器的积分常数正比于相应的单位周期。锁相环电路100的工作原理可参考《锁相技术》(西安电子科技大学出版社，出版时间 2006 年第 14 次印刷。ISBN 7-5606-0292_4/TN*0075 (课))。锁相环电路100是用于产生与定频率低频脉宽调制信号同频同相的方波信号及相应倍数频率的方波信号，作为开关电容积分器的开关周期信号。开关电容积分器的开关周期信号是取自锁相环电路100中的分频器4。可使得开关电容积分器的积分常数正比于这单位周期积分的周期，即，定频脉宽调制信号的周期。定频率低频脉宽调制信号经开关电容积分器在单位周期内积分。开关电容积分器的输出信号在单位周期积分的周期末被采样保持器6采样保持输出，这定频率低频脉宽调制信号的脉宽即以直流电压信号形式为采样保持器6的采样保持输出。并且这开关电容积分器在单位周期积分的周期末被复位为下一单位周期积分作准备。当然采样保持器6采样保持和开关电容积分器复位都需要时间来完成。如所需要的时间远小于单位周期积分的周期，采样保持器6采样保持和开关电容积分器复位所造成的误差可在接受的范围。反之，一些复杂电路将引入以解决采样保持器采样保持和开关电容积分器复位所造成的误差。在本专利技术的高性能低价格的快速低频脉宽调制信号解调方法中，由于没有低通滤波器(虽然锁相环电路100中有环路滤波器2，但当定频率低频脉宽调制信号频率和锁相环电路100所产生的同频同相的方波信号频率相同，环路滤波器2的输出变化相当小)，这使得本专利技术的高性能低价格的快速低频脉宽调制信号解调方法所提取的定频率低频脉宽调制信号的脉宽值可以在一个单位周期积分的周期之后变化，即，所提取的定频率低频脉宽调制信号的脉宽值仅滞后一个脉宽信号周期。故在本专利技术的高性能低价格的快速低频脉宽调制信号解调方法的动态响应速度远大于采用窄带低通滤波器来提取这低频50、60赫兹或100、120赫兹脉宽调制信号的脉宽信息的动态响应速度。最后，本文档来自技高网...
【技术保护点】
１． 一种快速低频脉宽调制信号解调装置，其特征是：包括锁相环电路（１００）和同步提取电路（２００）；所述锁相环电路（１００）包括依次相连且形成闭环的鉴相器（１）、环路滤波器（２）、压控振荡器（３）和分频器（４）；所述同步提取电路（２００）包括依次相连的单位周期积分器（５）和采样保持器（６）；分频器（４）分别与单位周期积分器（５）和采样保持器（６）相连，分频器（４）与鉴相器（１）之间的连线与单位周期积分器（５）相连。
【技术特征摘要】
【专利技术属性】
技术研发人员：翁大丰，
申请(专利权)人：魏其萃，
类型：发明
国别省市：86
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