一種開關電路及其濾波方法、系統的製作方法
2023-05-30 22:56:46 1
專利名稱：一種開關電路及其濾波方法、系統的製作方法
技術領域：
本發明屬於濾波技術領域，尤其涉及一種開關電路及其濾波方法、系統
背景技術：
現有技術提供的開關電路的濾波通常是通過高通濾波器、低通濾波器、帶通濾波 器中的一個或多個的組合以濾除特定頻率段來實現的。該種濾波方式採用了硬體架構，增 加了產品成本。為此，現有技術提出了另一種軟體濾波方式，該種濾波方式是通過軟體模擬濾波 電路以濾出特定頻段的，由於涉及到複雜的傅立葉變換，對處理器晶片的運算能力要求較 高，不適合使用運算能力本身較弱的單片機，且佔用的系統資源也多。
發明內容
本發明實施例的目的在於提供一種開關電路的濾波方法，旨在解決現有技術提供 的開關電路的軟體濾波方式，對處理器晶片的運算能力要求較高，不適合使用運算能力本 身較弱的單片機的問題。本發明實施例是這樣實現的，一種開關電路的濾波方法，所述開關電路包括開關、 以及由所述開關控制工作與否的開關控制電路，所述方法包括以下步驟在所述開關閉合時間內，採樣所述開關控制電路中一點的多個電壓值；將所述多個電壓值進行累加，得到累加值，當判斷所述累加值大於或等於預設的 高電平值時，所述點的濾波後電平為高電平，當判斷所述累加值小於或等於預設的低電平 值時，所述點的濾波後電平為低電平，所述預設的高電平值大於所述預設的低電平值。本發明實施例的另一目的在於提供一種開關電路的濾波系統，所述開關電路包括 開關、以及由所述開關控制工作與否的開關控制電路，所述系統包括採樣單元，用於在所述開關閉合時間內，採樣所述開關控制電路中一點的多個電 壓值；累加判斷單元，用於將所述採樣單元採樣得到的多個電壓值進行累加，得到累加 值，並判斷所述累加值是否大於或等於預設的高電平值或是否小於或等於預設的低電平 值，當判斷所述累加值大於或等於預設的高電平值時，所述點的濾波後電平為高電平，當判 斷所述累加值小於或等於預設的低電平值時，所述點的濾波後電平為低電平，所述預設的 高電平值大於所述預設的低電平值。由於本發明實施例提供的開關電路的濾波方法是通過採樣開關控制電路中一點 的多個電壓值，並對多個電壓值進行累加，當累加值大於或等於預設的高電平值時，判斷該 點的濾波後電平為高電平，當累加值小於或等於預設的低電平值時，判斷該點的濾波後電 平為低電平，流程設計簡單，運算量小，對處理器晶片的運算能力要求不高，設計時使用運 算能力較弱，且成本較低的單片機即可實現。
圖1是本發明實施例提供的開關電路的濾波方法的流程圖；圖2是圖1的一個具體流程實例；圖3是本發明實施例提供的開關電路的濾波系統的結構原理圖；圖4是圖3中累加判斷單元的一種具體結構圖；圖5是3中累加判斷單元的另一種具體結構圖。
具體實施例方式為了使本發明的目的、技術方案及優點更加清楚明白，以下結合附圖及實施例，對 本發明進行進一步詳細說明。應當理解，此處所描述的具體實施例僅僅用以解釋本發明，並 不用於限定本發明。本發明實施例提供的開關電路的濾波方法是通過採樣開關控制電路中一點的多 個電壓值，對該多個電壓值進行累加，並當判斷累加值大於或等於預設的高電平值時，該點 的濾波後電平為高電平，當判斷累加值小於或等於預設的低電平值時，該點的濾波後電平 為低電平。本發明實施例中的開關電路具體是指由機械開關控制工作與否的現有各種應用 電路，主要包括開關以及由該開關控制工作與否的開關控制電路。該種開關電路中的開關在閉合時間內，往往由於受到振動而產生抖動，進而使得 開關在閉合時間內出現短暫斷開的現象，這種現象出現的頻率與受到的振動的頻率相關， 且這種現象的結果可使得由其控制的開關控制電路中產生雜波幹擾，而使得開關控制電路 產生誤動作，因此，有必要對該種現象引起的雜波幹擾進行濾除。由於開關在閉合時間內的抖動會使得開關產生交替導通的現象，理論上，開關的 閉合時間大於開關的實際導通時間，且開關的閉合時間與開關的實際導通時間的比值最大 為1 1，因此，從開關控制電路中的任一點讀入實際導通時的電平的機率就大於讀入實際 斷開時的電平機率，本發明實施例既是基於該原理實現的對開關控制電路的濾波。圖1示出了本發明實施例提供的開關電路的濾波方法的流程。在步驟SlOl中，在開關閉合時間內，採樣開關控制電路中一點的多個電壓值。其 中的閉合時間是指開關的期望閉合時間，即是說，用戶期望在該閉合時間內，開關控制電路 處於工作狀態；由於在該閉合時間內，開關所受到的振動的影響，採樣得到的多個電壓值可 能是高電平，也可能是低電平，也可能是高電平和低電平的組合，且該多個電壓值可以是在 開關閉合的全部時間或其中一段時間內經採樣得到的。在步驟S102中，將多個電壓值進行累加，得到累加值，當判斷累加值大於或等於 預設的高電平值時，該點的濾波後電平為高電平，當判斷累加值小於或等於預設的低電平 值時，該點的濾波後電平為低電平。其中的預設的高電平值大於預設的低電平值。由於該開關電路的濾波方法是通過採樣開關控制電路中一點的多個電壓值，並對 多個電壓值進行累加，當累加值大於或等於預設的高電平值時，判斷該點的濾波後電平為 高電平，當累加值小於或等於預設的低電平值時，判斷該點的濾波後電平為低電平，流程設 計簡單，運算量小，對處理器晶片的運算能力要求不高，設計時使用運算能力較弱，且成本 較低的單片機即可實現。
其中，對多個電壓值進行累加的步驟既可以是在採樣多個電壓值之後，對多個電 壓值進行一次性累加，也可以是在採樣多個電壓值的同時，對多個電壓值進行同步累加。 當對多個電壓值進行累加的步驟是在採樣多個電壓值的同時，對多個電壓值進行 同步累加時，採樣開關控制電路中一點的多個電壓值，將多個電壓值進行累加的步驟具體 為採樣開關控制電路中一點的一個電壓值；判斷該電壓值是否為高電平，是則將當前累 加值增加預設單位值，否則將當前累加值減少預設單元值。此時，在判斷累加值大於或等於預設的高電平值的步驟之後，還可以包括以下步 驟將預設的高電平值賦予累加值；在判斷累加值小於或等於預設的低電平值的步驟之 後，還可以包括以下步驟將預設的低電平值賦予累加值。當對多個電壓值進行累加的步驟是在採樣多個電壓值的同時，對多個電壓值進行 同步累加時，採樣開關控制電路中一點的多個電壓值，將多個電壓值進行累加的步驟具體 還可以為採樣開關控制電路中一點的一個電壓值；判斷該電壓值是否為高電平，是則判 斷當前累加值是否大於或等於預設的高電平值，當判斷當前累加值大於或等於預設的高電 平值時，將預設的高電平值賦予當前累加值，當判斷當前累加值小於預設的高電平值時，將 當前累加值增加預設單位值；當判斷該電壓值不為高電平時，判斷當前累加值是否小於或 等於預設的低電平值，當判斷當前累加值小於或等於預設的低電平值時，將預設的低電平 值賦予當前累加值，當判斷當前累加值大於預設的低電平值時，將當前累加值減少預設單 位值。基於該種步驟執行方式，圖2以濾除氣壓開關控制電路中，由於車體振動而產生的雜 波為例，示出了圖1的一個具體流程實例，其中的預設單位值為1。在步驟S201中，讀入採樣值；在步驟S202中，判斷讀入的採樣值是否為高電平，是則執行步驟S203，否則執行 步驟S206。在步驟S203中，判斷當前累加值是否大於或等於預設高電平，是則執行步驟 S205，否則執行步驟S204。在步驟S204中，將當前累加值加一。在步驟S205中，將預設高電平賦予當前累加值，將高電平賦予濾波電平值。在步驟S206中，判斷當前累加值是否小於或等於預設高電平，是則執行步驟 S207，否則執行步驟S208。在步驟S207中，將預設低電平賦予當前累加值，將低電平賦予濾波電平值。在步驟S208中，將當前累加值減一。圖3示出了本發明實施例提供的開關電路的濾波系統的結構原理，其中的開關電 路結構如上所述，在此不再贅述。 該開關電路的濾波系統包括採樣單元11，用於在開關閉合時間內，採樣開關控 制電路中一點的多個電壓值；其中的閉合時間是指開關的期望閉合時間，即是說，用戶期望 在該閉合時間內，開關控制電路處於工作狀態；由於在該閉合時間內，開關所受到的振動的 影響，採樣得到的多個電壓值可能是高電平，也可能是低電平，也可能是高電平和低電平的 組合，且採樣單元11可以在開關閉合的全部時間或其中一段時間內採樣開關控制電路中 一點的多個電壓值；累加判斷單元12，用於將採樣單元11採樣得到的多個電壓值進行累 力口，得到累加值，並判斷該累加值是否大於或等於預設的高電平值或是否小於或等於預設的低電平值，當判斷累加值大於或等於預設的高電平值時，該點的濾波後電平為高電平，當 判斷累加值小於或等於預設的低電平值時，該點的濾波後電平為低電平。其中的預設的高 電平值大於預設的低電平值。其中，累加判斷單元12既可以是在採樣多個電壓值之後，對多個電壓值進行一次 性累加，也可以是在採樣多個電壓值的同時，對多個電壓值進行同步累加。
當累加判斷單元12是在採樣多個電壓值的同時，對多個電壓值進行同步累加時， 圖4示出了圖3中累加判斷單元12的一種具體結構圖。此時，採樣單元11是採樣開關控制電路中一點的一個電壓值，累加判斷單元12包 括第一判斷模塊121，用於判斷採樣單元11採樣得到的該電壓值是否為高電平；第一累加 模塊122，用於當第一判斷模塊121判斷採樣單元11採樣得到的該電壓值為高電平時，將 當前累加值增加預設單元值，並用於當第一判斷模塊121判斷採樣單元11採樣得到的該電 壓值不為高電平時，將當前累加值減少預設單元值；第二判斷模塊123，用於判斷第一累加 模塊122累加後的累加值是否大於或等於預設的高電平值或是否小於或等於預設的低電 平值；第一賦值模塊124，用於當第二判斷模塊123判斷第一累加模塊122累加後的累加值 大於或等於預設的高電平值時，將預設的高電平值賦予累加值，並用於當第二判斷模塊123 判斷第一累加模塊122累加後的累加值小於或等於預設的低電平值時，將預設的低電平值 賦予累加值。其中的第一賦值模塊124在具體實現時也可以省略。當累加判斷單元12是在採樣多個電壓值的同時，對多個電壓值進行同步累加時， 圖5示出了圖3中累加判斷單元12的另一種具體結構圖。此時，採樣單元11是採樣開關控制電路中一點的一個電壓值，累加判斷單元12包 括第三判斷模塊125，用於判斷採樣單元11採樣得到的該電壓值是否為高電平；第四判斷 模塊126，用於當第三判斷模塊125判斷採樣單元11採樣得到的該電壓值為高電平時，判斷 當前累加值是否大於或等於預設的高電平值；第二賦值模塊127，用於當第四判斷模塊126 判斷當前累加值大於或等於預設的高電平值時，將預設的高電平值賦予當前累加值；第二 累加模塊128，用於當第四判斷模塊126判斷當前累加值小於預設的高電平值時，將當前累 加值增加預設單位值；第四判斷模塊126還用於當第三判斷模塊125判斷採樣單元11採樣 得到的該電壓值不為高電平時，判斷當前累加值是否小於或等於預設的低電平值；第二賦 值模塊127還用於當第四判斷模塊126判斷當前累加值小於或等於預設的低電平值時，將 預設的低電平值賦予當前累加值；第二累加模塊128還用於當第四判斷模塊126判斷當前 累加值大於預設的低電平值時，將當前累加值減少預設單位值。本發明實施例還提供了一種開關電路，包括開關以及由該開關控制工作與否的開 關控制電路，該開關電路還包括一如上所述的開關電路的濾波系統。由於該開關電路的濾波方法是通過採樣開關控制電路中一點的多個電壓值，並對 多個電壓值進行累加，當累加值大於或等於預設的高電平值時，判斷該點的濾波後電平為 高電平，當累加值小於或等於預設的低電平值時，判斷該點的濾波後電平為低電平，流程設 計簡單，運算量小，對處理器晶片的運算能力要求不高，設計時使用運算能力較弱，且成本 較低的單片機即可實現。本領域普通技術人員可以理解實現上述實施例方法中的全部或部分步驟是可以 通過程序來控制相關的硬體完成，所述的程序可以在存儲於一計算機可讀取存儲介質中，所述的存儲介質，如ROM/RAM、磁碟、光碟等。 以上所述僅為本發明的較佳實施例而已，並不用以限制本發明，凡在本發明的精神和原則之內所作的任何修改、等同替換和改進等，均應包含在本發明的保護範圍之內。
權利要求
一種開關電路的濾波方法，所述開關電路包括開關、以及由所述開關控制工作與否的開關控制電路，其特徵在於，所述方法包括以下步驟在所述開關閉合時間內，採樣所述開關控制電路中一點的多個電壓值；將所述多個電壓值進行累加，得到累加值，當判斷所述累加值大於或等於預設的高電平值時，所述點的濾波後電平為高電平，當判斷所述累加值小於或等於預設的低電平值時，所述點的濾波後電平為低電平，所述預設的高電平值大於所述預設的低電平值。
2.如權利要求1所述的開關電路的濾波方法，其特徵在於，所述採樣所述開關控制電 路中一點的多個電壓值，將所述多個電壓值進行累加的步驟具體為採樣所述開關控制電路中一點的一個電壓值；判斷所述一個電壓值是否為高電平，是則將當前累加值增加預設單位值，否則將當前 累加值減少預設單元值。
3.如權利要求2所述的開關電路的濾波方法，其特徵在於，所述當判斷所述累加值大 於或等於預設的高電平值時的步驟之後，所述方法還可以包括以下步驟將所述預設的高 電平值賦予所述累加值；所述當判斷累加值小於或等於預設的低電平值時的步驟之後，所述方法還可以包括以 下步驟將所述預設的低電平值賦予累加值。
4.如權利要求1所述的開關電路的濾波方法，其特徵在於，所述採樣所述開關控制電 路中一點的多個電壓值，將所述多個電壓值進行累加的步驟具體為採樣所述開關控制電路中一點的一個電壓值；判斷所述一個電壓值是否為高電平，是則判斷當前累加值是否大於或等於預設的高電 平值，當判斷當前累加值大於或等於預設的高電平值時，將所述預設的高電平值賦予所述 當前累加值，當判斷當前累加值小於預設的高電平值時，將所述當前累加值增加預設單位 值；當判斷所述一個電壓值不為高電平時，判斷當前累加值是否小於或等於預設的低電平 值，當判斷當前累加值小於或等於預設的低電平值時，將所述預設的低電平值賦予所述當 前累加值，當判斷當前累加值大於預設的低電平值時，將當前累加值減少預設單位值。
5.如權利要求2至4任一項所述的開關電路的濾波方法，其特徵在於，所述預設單位值 為1。
6.一種開關電路的濾波系統，所述開關電路包括開關、以及由所述開關控制工作與否 的開關控制電路，其特徵在於，所述系統包括採樣單元，用於在所述開關閉合時間內，採樣所述開關控制電路中一點的多個電壓值；累加判斷單元，用於將所述採樣單元採樣得到的多個電壓值進行累加，得到累加值，並 判斷所述累加值是否大於或等於預設的高電平值或是否小於或等於預設的低電平值，當判 斷所述累加值大於或等於預設的高電平值時，所述點的濾波後電平為高電平，當判斷所述 累加值小於或等於預設的低電平值時，所述點的濾波後電平為低電平，所述預設的高電平 值大於所述預設的低電平值。
7.如權利要求6所述的開關電路的濾波系統，其特徵在於，所述採樣單元是採樣所述 開關控制電路中一點的一個電壓值，所述累加判斷單元進一步包括第一判斷模塊，用於判斷所述採樣單元採樣得到的所述一個電壓值是否為高電平； 第一累加模塊，用於當所述第一判斷模塊判斷所述採樣單元採樣得到的所述一個電壓 值為高電平時，將當前累加值增加預設單元值，並用於當所述第一判斷模塊判斷所述採樣 單元採樣得到的所述一個電壓值不為高電平時，將當前累加值減少預設單元值；第二判斷模塊，用於判斷所述第一累加模塊累加後的累加值是否大於或等於預設的高 電平值或是否小於或等於預設的低電平值。
8.如權利要求7所述的開關電路的濾波系統，其特徵在於，所述累加判斷單元還包括 第一賦值模塊，用於當所述第二判斷模塊判斷所述第一累加模塊累加後的累加值大於或等於預設的高電平值時，將所述預設的高電平值賦予累加值，並用於當所述第二判斷模 塊判斷所述第一累加模塊累加後的累加值小於或等於預設的低電平值時，將預設的低電平 值賦予累加值。
9.如權利要求6所述的開關電路的濾波系統，其特徵在於，所述採樣單元是採樣所述 開關控制電路中一點的一個電壓值，所述累加判斷單元進一步包括第三判斷模塊，用於判斷所述採樣單元採樣得到的所述一個電壓值是否為高電平； 第四判斷模塊，用於當所述第三判斷模塊判斷所述採樣單元採樣得到的所述一個電壓 值為高電平時，判斷當前累加值是否大於或等於預設的高電平值；第二賦值模塊，用於當所述第四判斷模塊判斷當前累加值大於或等於預設的高電平值 時，將所述預設的高電平值賦予所述當前累加值；第二累加模塊，用於當所述第四判斷模塊判斷當前累加值小於預設的高電平值時，將 所述當前累加值增加預設單位值；所述第四判斷模塊還用於當所述第三判斷模塊判斷所述採樣單元採樣得到的所述一 個電壓值不為高電平時，判斷當前累加值是否小於或等於預設的低電平值；所述第二賦值 模塊還用於當所述第四判斷模塊判斷當前累加值小於或等於預設的低電平值時，將所述預 設的低電平值賦予所述當前累加值；所述第二累加模塊還用於當所述第四判斷模塊判斷當 前累加值大於預設的低電平值時，將所述當前累加值減少預設單位值。
10.一種開關電路，包括開關、以及由所述開關控制工作與否的開關控制電路，其特徵 在於，所述開關電路還包括如權利要求6至9任一項所述的開關電路的濾波系統。
全文摘要
本發明適用於濾波技術領域，提供了一種開關電路及其濾波方法、系統。其中的方法包括在開關閉合時間內，採樣開關控制電路中一點的多個電壓值；將多個電壓值進行累加，得到累加值，當判斷累加值大於或等於預設的高電平值時，該點的濾波後電平為高電平，當判斷累加值小於或等於預設的低電平值時，該點的濾波後電平為低電平，預設的高電平值大於所述預設的低電平值，濾波流程設計簡單，運算量小，對處理器晶片的運算能力要求不高，設計時使用運算能力較弱，且成本較低的單片機即可實現。
文檔編號H02M1/12GK101807849SQ20101011146
公開日2010年8月18日 申請日期2010年2月8日 優先權日2010年2月8日
發明者周明傑, 戴雪維 申請人:海洋王照明科技股份有限公司;深圳市海洋王照明工程有限公司