一種利用fpga產生高精度pwm信號的方法
【專利摘要】本發(fā)明涉及一種利用FPGA產生高精度PWM信號的方法，屬于信號處理【技術領域】。本發(fā)明采用FPGA產生高頻時鐘信號，實現了高精度PWM信號的生成，不僅解決了現有方案中DSP芯片選型與PWM信號的頻率、精度之間的矛盾，而且電路實現簡單，適用于例如成像導引系統(tǒng)的隨動穩(wěn)像平臺這類高精度、小體積的控制系統(tǒng)。
【專利說明】—種利用FPGA產生高精度PWM信號的方法

【技術領域】
[0001]本發(fā)明涉及信號處理【技術領域】，具體涉及一種利用FPGA產生高精度PWM信號的方法。

【背景技術】
[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(脈沖寬度調制)信號通過H橋功放驅動電機轉動。用于成像導引系統(tǒng)的隨動穩(wěn)像平臺作為一種高精度、小體積的控制系統(tǒng)，目前主要采用專用的DSP (數字信號處理)芯片產生PWM信號。而常用帶PWM外設的DSP時鐘一般不超過150MHz，DSP芯片的內部時鐘頻率決定了 PWM信號的頻率、精度，因此DSP芯片的選用限制了其所能產生的PWM信號的頻率和精度，反過來，對于PWM頻率和精度的要求也限制了 DSP芯片的選型。
[0003]因此，如何設計一種不受DSP芯片選用限制的產生高精度PWM信號的方法成為了亟待解決的技術問題。


【發(fā)明內容】

[0004](一 )要解決的技術問題
[0005]本發(fā)明要解決的技術問題是:如何設計一種不受DSP芯片選用限制的產生高精度PWM信號的方法。
[0006]( 二 )技術方案
[0007]為了解決上述技術問題，本發(fā)明提供了一種利用FPGA產生高精度PWM信號的方法，包括以下步驟:
[0008]S1、利用現場可編程門陣列FPGA產生高頻時鐘信號，并發(fā)送給計數器；
[0009]S2、所述計數器接收到所述高頻時鐘信號后對時鐘計數，計到2n后清零，然后重新計數，如此循環(huán)直到達到預設的循環(huán)次數，從而產生鋸齒波，其中，η為所要產生的脈沖寬度調制PWM信號的精度位數；
[0010]S3、通過比較器將外部輸入的η位數據與所述鋸齒波比較，從而產生PWM信號。
[0011]優(yōu)選地，所述高頻時鐘信號由FPGA的時鐘信號發(fā)生器模塊產生。
[0012]優(yōu)選地，所產生的PWM信號的頻率=所述高頻時鐘信號的頻率/2η。
[0013]優(yōu)選地，所述高頻時鐘信號為300MHz的時鐘信號。
[0014]優(yōu)選地，η= 14。
[0015](三)有益效果
[0016]本發(fā)明采用FPGA產生高頻時鐘信號，實現了高精度PWM信號的生成，不僅解決了現有方案中DSP芯片選型與PWM信號的頻率、精度之間的矛盾，而且電路實現簡單，適用于例如成像導引系統(tǒng)的隨動穩(wěn)像平臺這類高精度、小體積的控制系統(tǒng)。

【專利附圖】

【附圖說明】
[0017]圖1為本發(fā)明的方法流程圖；
[0018]圖2為本發(fā)明的方法的硬件實現框圖；
[0019]圖3為利用本發(fā)明的方法產生PWM信號的波形圖。

【具體實施方式】
[0020]為使本發(fā)明的目的、內容、和優(yōu)點更加清楚，下面結合附圖和實施例，對本發(fā)明的【具體實施方式】作進一步詳細描述。
[0021]如圖1所示，本發(fā)明提供了一種利用FPGA產生高精度PWM信號的方法，包括以下步驟:
[0022]S1、利用現場可編程門陣列FPGA的內部IP核DCM模塊(時鐘信號發(fā)生器模塊)產生高頻時鐘信號，并發(fā)送給計數器；
[0023]S2、所述計數器接收到所述高頻時鐘信號后對時鐘計數，計到2n后清零，然后重新計數，如此循環(huán)直到達到預設的循環(huán)次數(例如3次)，從而產生鋸齒波(如圖3中的波形I所示)，其中，η為所要產生的脈沖寬度調制PWM信號的精度位數；
[0024]S3、通過比較器將外部輸入的η位數據(如圖3中的波形2所示)與所述鋸齒波比較，從而產生PWM信號(如圖3中的波形3所示)。
[0025]其中，所產生的PWM信號的頻率=所述高頻時鐘信號的頻率/2η。當所述高頻時鐘信號為300MHz的時鐘信號，PWM信號的精度位數η = 14時(如圖2所示)，所產生的PWM信號的頻率為18.3 IKHz。
[0026]由以上實施例可以看出，本發(fā)明采用FPGA產生高頻時鐘信號，實現了高精度PWM信號的生成(可通過硬件描述語言實現)，不僅解決了現有方案中DSP芯片選型與PWM信號的頻率、精度之間的矛盾，而且電路實現簡單，適用于例如成像導引系統(tǒng)的隨動穩(wěn)像平臺這類高精度、小體積的控制系統(tǒng)。
[0027]以上所述僅是本發(fā)明的優(yōu)選實施方式，應當指出，對于本【技術領域】的普通技術人員來說，在不脫離本發(fā)明技術原理的前提下，還可以做出若干改進和變形，這些改進和變形也應視為本發(fā)明的保護范圍。
【權利要求】
1.一種利用FPGA產生高精度PWM信號的方法，其特征在于，包括以下步驟: 51、利用現場可編程門陣列FPGA產生高頻時鐘信號，并發(fā)送給計數器； 52、所述計數器接收到所述高頻時鐘信號后對時鐘計數，計到2n后清零，然后重新計數，如此循環(huán)直到達到預設的循環(huán)次數，從而產生鋸齒波，其中，η為所要產生的脈沖寬度調制PWM信號的精度位數； 53、通過比較器將外部輸入的η位數據與所述鋸齒波比較，從而產生PWM信號。
2.如權利要求1所述的方法，其特征在于，所述高頻時鐘信號由FPGA的時鐘信號發(fā)生器模塊產生。
3.如權利要求1所述的方法，其特征在于，所產生的PWM信號的頻率=所述高頻時鐘信號的頻率/2η。
4.如權利要求1所述的方法，其特征在于，所述高頻時鐘信號為300MHz的時鐘信號。
5.如權利要求1?4中任一項所述的方法,其特征在于，η= 14。
【文檔編號】G05B11/28GK104281051SQ201310292135
【公開日】2015年1月14日 申請日期:2013年7月12日 優(yōu)先權日:2013年7月12日
【發(fā)明者】張美生, 張雷, 陳蓮 申請人:中國航天科工集團第三研究院第八三五八研究所