pwm信號發(fā)生器設(shè)計文獻(xiàn)綜述

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1、文獻(xiàn)綜述畢業(yè)設(shè)計題目：PWM信號發(fā)生器設(shè)計PWM信號發(fā)生器文獻(xiàn)綜述(電子信息工程10(1)班E10610119)1前言PWM(PulseWidthModulation)又稱脈沖寬度調(diào)制，屬于脈沖調(diào)制的一種，即脈沖幅度調(diào)制（PAM）、脈沖相位調(diào)制（PPM）、脈沖寬度調(diào)制（PWM）和脈沖編碼調(diào)制（PCM）。它們本來是應(yīng)用于電子信息系統(tǒng)和通信領(lǐng)域的一種信號變換技術(shù)，但從六十年代中期以來后，隨著電力電子技術(shù)被引入到電力變換領(lǐng)域，PWM技術(shù)廣泛運用于各種工業(yè)電力傳動領(lǐng)域乃至家電產(chǎn)品中[1]。信號發(fā)生器又稱波形發(fā)生器，是一種常用的信號源，被廣泛地應(yīng)用于無線電通信、自動測量和自動控制

2、等系統(tǒng)中。傳統(tǒng)的信號發(fā)生器絕大部分是由模擬電路構(gòu)成，借助電阻電容，電感電容、諧振腔、同軸線作為振蕩回路產(chǎn)生正弦或其它函數(shù)波形。頻率的變動由機械驅(qū)動可變元件完成，當(dāng)這種模擬信號發(fā)生器用于低頻信號輸出往往需要的RC值很大，這樣不但參數(shù)準(zhǔn)確度難以保證，而且體積和功耗都很大，而由數(shù)字電路構(gòu)成的低頻信號發(fā)生器，雖然其低頻性能好但體積較大，價格較貴。在今天，隨著大規(guī)模集成電路和信號發(fā)生器技術(shù)的發(fā)展，許多新型信號發(fā)生器應(yīng)運而生。用信號發(fā)生器并配置適當(dāng)接口芯片產(chǎn)生程控正弦信號，則可替代傳統(tǒng)的正弦信號發(fā)生器，從而有利于測試系統(tǒng)的集成化、程控化和智能儀表的多功能化。而信號發(fā)生器的最大特點是

3、面向控制，由于它集成度高、運算速度快、體積小、運行可靠、價格低，因此在數(shù)據(jù)采集、智能化儀器等技術(shù)中得到廣泛的應(yīng)用，從而使得信號發(fā)生器的應(yīng)用成為工程技術(shù)多學(xué)科知識匯集的一個專門研究領(lǐng)域，其應(yīng)用產(chǎn)生了極高的經(jīng)濟效益和社會效益[2]。2PWM信號發(fā)生器的發(fā)展與現(xiàn)狀2.1信號發(fā)生器的發(fā)展單片微型計算機簡稱信號發(fā)生器，是指集成在一塊芯片上的計算機，信號發(fā)生器的產(chǎn)生與發(fā)展和微處理器的產(chǎn)生與發(fā)展大體同步,自1971年美國Intel公司首先推出4位微處理器以來,它的發(fā)展到目前為止大致可分為5個階段：7第1階段（1971～1976）：信號發(fā)生器發(fā)展的初級階段。發(fā)展了各種4位信號發(fā)生器，第

4、2階段（1976～1980）：初級8位機階段。以1976年Intel公司推出的MCS—48系列為代表，采用將8位CPU、8位并行I/O接口、8位定時/計數(shù)器、RAM和ROM等集成于一塊半導(dǎo)體芯片上的單片結(jié)構(gòu)，功能上可滿足一般工業(yè)控制和智能化儀器、儀表等的需要。第3階段（1980～1983）：高性能信號發(fā)生器階段。這一階段推出的高性能8位信號發(fā)生器普遍帶有串行口，有多級中斷處理系統(tǒng)，多個16位定時器/計數(shù)器。片內(nèi)RAM、ROM的容量加大,且尋址范圍可達(dá)64KB。第4階段（1983～80年代末）：16位信號發(fā)生器階段。1983年Intel公司又推出了高性能的16位信號發(fā)生器

5、MCS—96系列，網(wǎng)絡(luò)通信能力有顯著提高。第5階段（90年代）：信號發(fā)生器在集成度、功能、速度、可靠性、應(yīng)用領(lǐng)域等全方位向更高水平發(fā)展。2.2信號發(fā)生器的現(xiàn)狀目前，信號發(fā)生器正朝著高性能和多品種方向發(fā)展，尤其是八位信號發(fā)生器已成為當(dāng)前信號發(fā)生器中的主流。信號發(fā)生器的發(fā)展具體體現(xiàn)在如下四個方面：1、CPU功能增強CPU功能增強主要表現(xiàn)在運算速度和精度的提高方面。為了提高運算速度和精度，信號發(fā)生器通常采用布爾處理機和把CPU的字長增加到16位或32位。例如MCS—96/98和HPCI6040等信號發(fā)生器。2、內(nèi)部資源增多目前，信號發(fā)生器內(nèi)部的ROM容量已達(dá)32KB，RAM數(shù)

6、量已達(dá)1KB，并具有掉電保護功能，常用I/O電路有串行和并行I/O接口，A/D和D/A轉(zhuǎn)換器，定時器/計數(shù)器，定時輸出和信號捕捉輸入，系統(tǒng)故障監(jiān)測和DMA通道電路等。3、引腳的多功能化7隨著芯片內(nèi)部功能的增強和資源的豐富，信號發(fā)生器所需的引腳數(shù)也會相應(yīng)增加，這是不可避免的。例如：一個能尋址1MB存儲空間的信號發(fā)生器需要20條地址線和8條數(shù)據(jù)線。太多的引腳不僅會增加制造時的困難，而且也會使芯片的集成度大為減小。為了減少引腳數(shù)量，提高應(yīng)用靈活性，信號發(fā)生器中普遍采用一腳多用的設(shè)計方案。4、低電壓和低功耗在許多應(yīng)用場合，信號發(fā)生器不僅要有很小的體積，而且還需要較低的工作電壓和

7、極小的功耗。因此，信號發(fā)生器普遍采用CHMOS工藝，并增加空閑和掉電兩種工作方式[3]。3可實現(xiàn)的方法3.1單片機直接產(chǎn)生的方法直接利用單片機產(chǎn)生PWM信號波形。采用這種方法可以大大簡化產(chǎn)生波形的軟硬件電路，設(shè)計電路簡單，然而該方案的缺點是編程過于復(fù)雜，產(chǎn)生的頻率低，調(diào)節(jié)范圍窄，滿足不了日常生活的需求。具體方案如圖1。電源電路單片機PWM輸出時鐘電路控制電路圖13.2分立元件的方法采用分立元件等純硬件電路搭接，該方法不需要軟件電路，但產(chǎn)生的波形較為單一，波形質(zhì)量差，不易調(diào)節(jié)且穩(wěn)定性不好。3.3鎖相式合成器采用鎖相式合成器，將壓控振蕩器的頻