一種信號佔空比與周期檢測系統的製作方法
2023-10-11 03:28:59 1
一種信號佔空比與周期檢測系統的製作方法
【專利摘要】本實用新型公開了一種信號佔空比與周期檢測系統。該系統包括信號調整接口、時間間隔測量模塊、數據處理模塊、數據存儲模塊和調整方式選擇模塊；信號調整接口分別連接時間間隔測量模塊、數據處理模塊、數據存儲模塊和調整方式選擇模塊；時間間隔測量模塊分別連接數據處理模塊和數據存儲模塊；數據處理模塊連接數據存儲模塊；數據存儲模塊連接調整方式選擇模塊。本實用新型能根據實際需要增加或減少測量有效位數，以實現不同精度的信號佔空比與周期調整，並且整個系統在FPGA內部實現，保密性好，靈活度高，適應性強，外部電路結構簡單，成本低。
【專利說明】一種信號佔空比與周期檢測系統
【技術領域】
[0001]本實用新型屬於信號檢測【技術領域】，更具體地，涉及一種信號佔空比與周期檢測系統。
【背景技術】
[0002]隨著集成電路技術的高速發展，集成電路的工作速度得到了不斷地提高，同時為了進一步加大數據的處理吞吐率，流水線、DDR (雙數據速率)等技術得到了廣泛的應用。在雙數據速率，甚至四數據速率採樣過程中，高速時鐘信號的上升沿及下降沿需要和數據信號的穩定區間嚴格對準，此時時鐘信號發生抖動或者佔空比出現偏差都可能引起數據的採樣錯誤。另外，在現代控制系統中，脈衝寬度調製(PWM)技術是較為常見的實現方法，其原理就是通過改變PWM信號的佔空比來達到控制對象的目的。然而在實際過程中，運行頻率、溫度、電壓、傳播鏈路、電路類型、負載和工藝等一系列不確定因素都影響著信號的性能。
[0003]因此，如何有效地檢測信號的佔空比和周期並反饋給信號發生或調節系統顯得非常地關鍵。對於時鐘信號，檢測系統可以提供調節信號佔空比和抖動的依據；而對於PWM信號，可以判斷信號佔空比的準確性和檢查毛刺等等。目前，相關的檢測方法主要存在精度低，頻率範圍窄，電路結構複雜，成本高等缺點。
實用新型內容
[0004]針對現有技術的以上缺陷或改進需求，本實用新型提供了一種信號佔空比與周期檢測系統，能根據實際需要增加或減少測量有效位數，以實現不同精度的信號佔空比與周期調整，並且整個系統在FPGA內部實現，保密性好，靈活度高，適應性強，外部電路結構簡單，成本低。
[0005]為實現上述目的，本實用新型提供了一種信號佔空比與周期檢測系統，其特徵在於，包括信號調整接口、時間間隔測量模塊、數據處理模塊、數據存儲模塊和調整方式選擇模塊；所述信號調整接口分別連接所述時間間隔測量模塊、所述數據處理模塊、所述數據存儲模塊和所述調整方式選擇模塊；所述時間間隔測量模塊分別連接所述數據處理模塊和所述數據存儲模塊；所述數據處理模塊連接所述數據存儲模塊；所述數據存儲模塊連接所述調整方式選擇模塊。
[0006]優選地，所述信號調整接口用於輸入待檢測信號、佔空比精度、理想佔空比和理想周期；所述時間間隔測量模塊用於實時測量待檢測信號的高電平時間和周期；所述數據處理模塊用於根據當前佔空比精度，由當前高電平時間和當前周期得到當前佔空比；所述數據存儲模塊用於存儲當前佔空比和理想佔空比到佔空比存儲區，還用於存儲當前周期和理想周期到周期存儲區；所述調整方式選擇模塊用於按系統要求獲取佔空比存儲區內佔空比數據，得出佔空比調整方式序列並通過所述信號調整接口輸出，還用於按系統要求獲取周期存儲區內周期數據，得出周期調整方式序列並通過所述信號調整接口輸出。
[0007]優選地，所述時間間隔測量模塊為採用抽頭延時線法實現的時間數字轉換器。[0008]優選地，集成在FPGA內部。
[0009]總體而言，通過本實用新型所構思的以上技術方案與現有技術相比，具有以下有益效果:
[0010]1、支持高精度佔空比和抖動檢測，同時也支持精度實時調節，根據實際需要增加或減少測量有效位數，可節約資源，降低功耗。
[0011]2、電路結構簡單，能集成在FPGA內部，保密性好，幹擾小，成本低，且易於進行方案的調整和更新，靈活性高，適應性強。
【專利附圖】
【附圖說明】
[0012]圖1是本實用新型實施例的信號佔空比與周期檢測系統的結構示意圖；
[0013]圖2是本實用新型實施例的信號佔空比與周期檢測系統的工作流程圖。
【具體實施方式】
[0014]為了使本實用新型的目的、技術方案及優點更加清楚明白，以下結合附圖及實施例，對本實用新型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實用新型，並不用於限定本實用新型。此外，下面所描述的本實用新型各個實施方式中所涉及到的技術特徵只要彼此之間未構成衝突就可以相互組合。
[0015]如圖1所示，本實用新型實施例的信號佔空比與周期檢測系統包括:信號調整接口、時間間隔測量模塊、數據處理模塊、數據存儲模塊和調整方式選擇模塊。信號調整接口分別連接時間間隔測量模塊、數據處理模塊、數據存儲模塊和調整方式選擇模塊；時間間隔測量模塊分別連接數據處理模塊和數據存儲模塊；數據處理模塊連接數據存儲模塊；數據存儲模塊連接調整方式選擇模塊。
[0016]信號調整接口實現與系統外部信號發生器(或信號調節器)的信息交互，用於輸入信號發生器產生的待檢測信號、佔空比精度、理想佔空比和理想周期，還用於輸出佔空比調整方式序列和周期調整方式序列，使信號發生器作出相應調整，從而產生更接近理想佔空比和理想周期的信號。其中，佔空比精度為4位二進位數，表示當前佔空比需要保留的有效位數。
[0017]時間間隔測量模塊用於實時測量待檢測信號的高電平時間和周期，將其數位化表示並輸出，具體地，時間間隔測量模塊為採用抽頭延時線法實現的時間數字轉換器。
[0018]數據處理模塊用於根據佔空比精度，將時間間隔測量模塊輸出的當前高電平時間和當前周期經計算處理得到當前佔空比。
[0019]數據存儲模塊包括佔空比存儲區和周期存儲區。其中，佔空比存儲區用於存儲數據處理模塊輸出的當前佔空比和理想佔空比，周期存儲區用於存儲相應的當前周期和理想周期。具體地，佔空比存儲區和周期存儲區可以是FPGA內部的RAM塊，也可以是分布式RAM塊。
[0020]調整方式選擇模塊用於按系統要求獲取佔空比存儲區內的佔空比數據，得到佔空比調整方式序列並通過信號調整接口輸出，還用於按系統要求獲取周期存儲區內的周期數據，得到周期調整方式序列並通過信號調整接口輸出。
[0021]如圖2所示，本實用新型實施例的信號佔空比與周期檢測系統按如下方式工作:[0022](I)系統外部的信號發生器或信號調節器通過信號調整接口向檢測系統發出使能命令，系統開始工作。
[0023](2)時間間隔測量模塊測量待檢測信號的當前高電平時間和當前周期，完成後拉高測量標誌位t_done。
[0024](3)數據處理模塊檢測測量標誌位，若為高，則按當前佔空比精度要求將步驟
(2)測量得出的當前高電平時間值除以當前周期得到當前佔空比，完成後拉高計算標誌位duty_done。
[0025](4)數據存儲模塊檢測計算標誌位，若為高，則將步驟(3)得到的當前佔空比和理想佔空比存儲在佔空比存儲區相應地址處，同時將當前周期和理想周期存儲在周期存儲區相應地址處。
[0026](5)調整方式選擇模塊按系統要求提取佔空比數據和周期數據，做出調整決策並輸出。
[0027]為保證檢測系統的高速性，在檢測操作的過程中可以選擇流水線的方法。
[0028]本領域的技術人員容易理解，以上所述僅為本實用新型的較佳實施例而已，並不用以限制本實用新型，凡在本實用新型的精神和原則之內所作的任何修改、等同替換和改進等，均應包含在本實用新型的保護範圍之內。
【權利要求】
1.一種信號佔空比與周期檢測系統，其特徵在於，包括信號調整接口、時間間隔測量模塊、數據處理模塊、數據存儲模塊和調整方式選擇模塊； 所述信號調整接口分別連接所述時間間隔測量模塊、所述數據處理模塊、所述數據存儲模塊和所述調整方式選擇模塊；所述時間間隔測量模塊分別連接所述數據處理模塊和所述數據存儲模塊；所述數據處理模塊連接所述數據存儲模塊；所述數據存儲模塊連接所述調整方式選擇模塊。
2.如權利要求1所述的信號佔空比與周期檢測系統，其特徵在於，所述信號調整接口用於輸入待檢測信號、佔空比精度、理想佔空比和理想周期；所述時間間隔測量模塊用於實時測量待檢測信號的高電平時間和周期；所述數據處理模塊用於根據當前佔空比精度，由當前高電平時間和當前周期得到當前佔空比；所述數據存儲模塊用於存儲當前佔空比和理想佔空比到佔空比存儲區，還用於存儲當前周期和理想周期到周期存儲區；所述調整方式選擇模塊用於按系統要求獲取佔空比存儲區內佔空比數據，得出佔空比調整方式序列並通過所述信號調整接口輸出，還用於按系統要求獲取周期存儲區內周期數據，得出周期調整方式序列並通過所述信號調整接口輸出。
3.如權利要求1或2所述的信號佔空比與周期檢測系統，其特徵在於，所述時間間隔測量模塊為採用抽頭延時線法實現的時間數字轉換器。
4.如權利要求1所述的信號佔空比與周期檢測系統，其特徵在於，集成在FPGA內部。
【文檔編號】H03K3/017GK203661014SQ201320891474
【公開日】2014年6月18日 申請日期:2013年12月30日 優先權日:2013年12月30日
【發明者】李源, 周雲飛, 胡永兵, 盧薦胤 申請人:華中科技大學