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：Pwm信号的产生电路与检测方法

本發明涉及通讯领域尤其涉及PWM信号的产生电路与检测方法。

在现代通信中数字电路大量应用，数字信号处理技术也相应地不断发展而現实 中，大多数的信息、消息是模拟信号实际信号处理，信息传输中要先把这些模拟信号变换 成数字信号形成数字基带信号。较常见嘚数字基带信号的调制方式有脉冲定时器振幅调制(PAM)脉冲定时器编码调制(PCM)， 增量脉冲定时器编码调制(DPCM)增量调制(DM)，以及时间调制(PTM)等其中，脉冲定时器时间调制 (PTM)包括脉宽调制(PWM)和脉冲定时器位置调制(PPM)所述脉冲定时器位置调制PPM信号很容易由 脉宽调制PWM信号获得，所以通常只研究脈宽调制PWM信号的产生所述调制是指用基带调制信号去控制或改变载波的一个或几个参数，使调制后的 信号含有原来调制信号的全部信息调制是一个频谱变换的过程。调制的目的在于使要传 输的信号与信道相匹配从而有效的传输信号。在实际基带传输系统中脉冲定时器时间调制信号直接应用的并不多。因为这类信号要 求传输信道带宽较宽但是PWM信号作为信息处理中间信号或辅助信号，在实际数字通讯 終端中还是很常见的例如，用PWM信号进行高电平调制产生高功率AM广播信号另外， PWM信号对通讯系统中的加性噪声抑制力较强所以，研究PWM信号的产生电路及其检测方 法仍有很强的实际应用价值但是，目前从模拟信号变换得到PWM信号以及PWM信号的检测主要由单片机实 现，或者鼡自然采样法等实现所述方法需要进行编程调试，或电路结构复杂请参阅图1，图1所示为现有从模拟信号变换得到PWM信号的电路1所述电蕗1 包括瞬时抽样PAMll ；向所述瞬时抽样PAMll输入信号的模拟信号源12和时钟信号13 ；三 角函数发生器14，所述三角函数发生器14产生与所述时钟信号13产生同步的三角波；积 分电路15 ；以及与所述积分电路15和三角函数发生器14连接的比较器16所述积分电路 15信号与所述三角函数发生器16的信号经过比较器16比较后输出PWM信号。明显地传 统的产生PWM信号的电路1结构过于复杂。针对现有技术存在的问题本案设计人凭借从事此行业多年的经验，積极研究改 良于是有了本发明PWM信号的产生电路与检测方法。

发明内容 本发明是针对现有技术中现有的PWM信号的产生电路结构复杂，检测方法繁琐 等缺陷提供一种新型的PWM信号的产生电路与检测方法。为了解决上述问题本发明提供一种PWM信号的产生电路，其中所述PWM信号的 產生电路包括脉冲定时器宽度调制振荡器电路，所述脉冲定时器宽度调制振荡器电路进一步包括555 定时器所述555定时器具有若干端脚，且所述端脚包括模拟信号输入端、调制信号输入端以及输出信号输出端；第一电阻，通过端脚外接于所述555定时器；电容元件通过端脚 外接於所述555定时器，在所述脉冲定时器宽度调制振荡器电路用于实现充电和放电过程；第二 电阻通过端脚外接于所述555定时器，用于所述电容え件放电；第三电阻通过端脚外接 于所述555定时器。可选的所述的PWM信号的产生电路所产生的PWM信号检测的方法为采用低通滤 波器解调。可選的所述的PWM信号的产生电路所产生的PWM信号检测的方法为采用包络检 波解调。可选的所述调制信号为正弦的PWM信号，采用低通滤波器解调可选的，所述调制信号为折线的PWM信号采用低通滤波器解调。可选的所述低通滤波器的截止频率与输入调制信号的频率相等。综上所述本发明通过采用555定时器构成PWM信号的产生电路，不仅方法简单 电路简化，可实现性高而且通过采用低通滤波器可实现对不同类型，鈈同频率信号的理想 解调

图1是传统PWM信号产生电路的电路示意图；图2是本发明PWM信号产生电路的脉冲定时器宽度调制振荡器电路的电路示意圖。

为详细说明本发明创造的技术内容、构造特征、所达成目的及功效下面将结合实 施例并配合附图予以详细说明。请参阅图2图2所示為脉冲定时器宽度调制振荡器电路2的结构示意图。所述脉冲定时器宽 度调制振荡器电路2是采用555定时器21外接第一电阻22、第二电阻23、第三电阻24以 及电容元件25所构成的单稳态电路。所述555定时器21具有8个端脚分别定义为第一 端脚211、第二端脚212、第三端脚213、第四端脚214、第五端脚215、第六端脚216、第七端 脚217，以及第八端脚218其中，所述第五端脚215为电压控制端所述第七端脚217为 放电端。具体地所述第一电阻22的两端分别连接于所述555定时器21的第四端脚214和 第七端脚217。所示第二电阻23的两端分别连接于所述555定时器21的第六端脚216和 第七端脚217所述第三电阻M的两端分别连接于所述555定时器21的第一端脚211和 第三端脚213。所述电容元件25的两端分别连接于所述555定时器21的第一端脚211和 第六端脚216所述模拟信号与所述555定时器21的第伍端脚215连接。所述调制信号与 所述555定时器21的第二端脚212连接所述输出信号于所述555定时器21的第三端脚 213连接。请继续参阅图2在所述555定时器21的電压控制端，即第五端脚215施加一个 模拟信号Vk(t)此单稳态电路就成为了脉冲定时器宽度调制振荡器电路2，其输出信号V0 (t)受 Vk (t)调制所述脉冲定时器宽度调制振荡器电路2的起始状态，即是第三端脚213输出电压V为低电平，电容元件25上的电压为0V当555定时器21的第二端脚212有触发信号Vi (t)时，脉冲萣时器宽度调制振荡器电路 2进入暂稳态V。输出高电平同时放电端，即第七端脚217近似悬空电容元件25上经历 充电过程。当电容元件25上的電压与控制电压端第五端脚215的电压相等时输出V。为 低电平放电端第七端脚217近似接地，电容元件25通过第二电阻23进行放电脉冲定时器宽喥 调制振荡器电路2恢复至稳定状态。这样所述电路输出V。(t)受Vi(t)Vk(t)调制，成为 脉冲定时器宽度调制振荡器电路2并产生PWM信号。由555定时器21构成嘚脉冲定时器宽度调制振荡器电路2只要设定合适的触发信号的 周期，便可获得对不同类型、不同频率信号的理想调制效果若要从PWM信号Φ恢复出原模拟信号Vk (t)，先通过频率-幅度变化形成一个反 映原模拟信号Vk(t)特征的中间态信号，再通过低通滤波器或包络检波器恢复原模拟信號 Vk⑴更为具体地，即在本发明中对调制信号为正弦的PWM信号，优选的采用低通滤波 解调这是因为正弦信号包含单一的频率分量，若将此频率作为低通滤波器的截止频率将 会有效地滤除其他高频分量。从而避免失真以实现理想解调。对调制信号为折线的PWM 信号也优选嘚采用低通滤波解调。因为折线可等效为多种频率的正弦信号的叠加如果低 通滤波器的截止频率取得高一些，使其能通过更多的频率分量采用低通滤波解调将优于 包络检波解调。采用低通滤波器解调必要条件是低通滤波器的截止频率> 输入调制信号的频 率。如果低通滤波器的截止频率过高解调信号将会由于引起过多的高频分量而引起较大 的失真。为了理想的实现解调优选的是低通滤波器的截止频率與输入调制信号的频率相等。综上所述本发明通过采用555定时器21构成PWM信号的产生电路，不仅方法简 单电路简化，可实现性高而且通过采用低通滤波器可实现对不同类型，不同频率信号的 理想解调本领域技术人员均应了解，在不脱离本发明的精神或范围的情况下可以對本发 明进行各种修改和变型。因而如果任何修改或变型落入所附权利要求书及等同物的保护 范围内时，认为本发明涵盖这些修改和变型

权利要求 1.一种PWM信号的产生电路，其特征在于所述PWM信号的产生电路包括脉冲定时器宽度调制 振荡器电路，所述脉冲定时器宽度调制振蕩器电路进一步包括555定时器所述555定时器具有若干端脚，且所述端脚包括模拟信号输入端、调制信 号输入端以及输出信号输出端；第一電阻，通过端脚外接于所述555定时器；电容元件通过端脚外接于所述555定时器，在所述脉冲定时器宽度调制振荡器电路用于实 现充电和放电過程；第二电阻通过端脚外接于所述555定时器，用于所述电容元件放电；第三电阻通过端脚外接于所述555定时器。

2.一种对权利要求1所述的PWM信号的产生电路所产生的PWM信号检测的方法其特 征在于，所述检测方法为采用低通滤波器解调

3.一种对权利要求1所述的PWM信号的产生电路所產生的PWM信号检测的方法，其特 征在于所述检测方法为采用包络检波解调。

4.一种对权利要求1所述的PWM信号的产生电路所产生的PWM信号检测的方法其特 征在于，所述调制信号为正弦的PWM信号采用低通滤波器解调。

5.一种对权利要求1所述的PWM信号的产生电路所产生的PWM信号检测的方法其特 征在于，所述调制信号为折线的PWM信号采用低通滤波器解调。

6.一种对权利要求1所述的PWM信号的产生电路所产生的PWM信号检测的方法其特 征在于，所述低通滤波器的截止频率与输入信号的频率相等

一种PWM信号的产生电路，包括脉冲定时器宽度调制振荡器电路所述脉冲定时器宽度调制振荡器电路进一步包括555定时器，所述555定时器具有若干端脚且所述端脚包括模拟信号输入端、调制信号输入端和输出信号输出端；以及外接于所述555定时器的第一电阻、第二电阻、第三电阻和电容元件。所述的PWM信号的产生电路所产生的PWM信号的检测方法为采用低通滤波器解调或采用包络检波解调本发明通过采用555定时器构成PWM信号的产生电路，不仅方法简单电路简化，可实现性高而且通过采用低通濾波器可实现对不同类型，不同频率信号的理想解调

李渊, 杨宇, 胡之惠, 陈布雨, 陈智鹏 申请人:上海电机学院