PWM信号发生器设计文献综述.docx

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1、文献综述毕业设计题目:PWM信号发生器设计PWM信号发生器文献综述(电子信息工程10班E10610119)1前言lWM(PulseWidthModuIatiOn)乂称脉冲宽度调制，屈于脉冲调制的种.即脉冲幅度调制(PAM)、脉冲相位调制(PPM)、脉冲宽度调制(RW和脉冲编码调制(PCM)。它们原来是应用于电子信息系统和通信领域的-种信号变换技术，但从六十年头中期以来后，随着电力电子技术被引入到电力变换领域，P幅!技术广泛运用于各种工业电力传动领域乃至家电产品中1。信号发生器乂称波形发生器，是种常用的信号源，被广泛地应用于无线电通信、自动测量和自动限制等系统中。传统的信号发生器绝大部分是由模拟

2、电路构成，借助电阻电容，电感电容、谐振腔、同轴线作为振荡回路产生正弦或其它函数波形。须率的变动由机械驱动可变元件完成，当这种模拟信号发生器用于低频信号输出往往须要的RC值很大，这样不但参数精确度难以保证，而且体积和功耗都很大，而由数字电路构成的低频信号发生.涔，虽然其低频性能好但体枳较大，价格较货.在今日，随若大规模集成电路和信号发生器技术的发屣，很多新型信号发生器应运而生。用信号发生罂并配置适当接口芯片产生程控正弦信号，则可替代传统的正弦信号发生器，从而有利丁测试系统的集成化、程控化和智能仪表的多功能化。而信号发生器的最大特点是面对限制，由于它集成度高、运算速度快、体积小、运行牢鸵、价格低，

3、因此在数据采集、智能化仪器等技术中得到广泛的应用，从而使得信号发生器的应用成为工程技术多学科学问汇合的一个特地探讨领域，其应用产生了极高的经济效益和社会效益2。2PIM信号发生器的发展与现状2.1 信号发生器的发展单片微型计算机简称信号发生器，是指集成在一块芯片上的计算机，信号发生器的产生与发展和微处理耦的产生与发展大体同步，自1971年美国InIel公司首先推出4位微处理器以来,它的发展到目前为止大致可分为5个阶段：第1阶段(197l1976)：信号发生器发展的初级阶段。发展了各种4位信号发生器，第2阶段(19761980)：初级8位机阶段。以1976年InIeI公司推出的MCS48系列为代

4、表,采纳将8位CPU、8位并行I/O接口、8位定时/计数器、KAM和ROM等集成了一块半导体芯片上的单片结构，功能上可满意一般工业限制和智能化仪器、仪表等的须要。第3阶段(19801983)：高性能信号发生器阶段。这阶段推出的高性能8位信号发生器普遍带有小行口，有多级中断处理系统，多个16位定时器/计数器。片内RAM、RoM的容量加大,且寻址苑图可达64KB。第4阶段(198380年头末)：16位信号发生罂阶段。1983年Intel公司又推出了高性能的16位信号发生器MCS-96系列，网络通信实力有显著提高。第5阶段(90年头)：信号发生潜在集成度、功能、速度、牢罪性、应用领域等全方位向更高水

5、平发展“2.2 信号发生器的现状目前，信号发生错正朝着高性能和多品种方向发展，尤其是八位信号发生罂已成为当前信号发生器中的主流。信号发生器的发展详细体现在如下四个方面：【、CPU功能增加CPU功能增加主要表现在运算速度和精度的提高方面为/提面运算速度和精度，信号发生器通常采纳布尔处理机和把CPU的字长增加到16位或32位。例如MCS-96/98和HPCI6010等信号发生器。2、内部资源增多目前，信号发生黯内部的ROM容量已达32KB,RAH数量已达1KB,并具有掉电爱护功能,常用I/O电路有串行和并行I/O接口,A/D和D/A转换器，定时器/计数器，定时输出和信号捕获输入，系统故障监测和DM

6、A通道电路等。3、引脚的多功能化随若芯片内部功能的增加和资源的丰富，信号发生器所需的引脚数也会相应增加，这是不行避开的。例如：一个能寻址IMB存储空间的信号发生器须要20条地址线和8条数据线。太多的引脚不仅会增加制造时的困难，而且也会使芯片的集成度大为减小。为了削减引脚数量，提高应用敏捷性，信号发生涔中普遍采纳一脚多用的设计方案。4、低电压和低功耗在很多应用场合，信号发生器不仅要有很小的体积，而且还须要较低的工作电压和微小的功耗,因此，信号发生器普遍采纳CHMOS工艺，并增加空闲和掠电两种工作方式3。3可实现的方法3.1 单片机干脆产生的方法干脆利用单片机产生PWM信号波形。采纳这种方法可以大

7、大简化产生波形的软硬件电路，设计电路简洁，然而该方案的缺点是编程过F困难，产生的频率低，调整范围窄，满意不了日常生活的需求。详细方案如图1。图13.2 分立元件的方法采纳分立元件等纯硬件电路搭接，该方法不须要软件电路，但产生的波形较为单一，波膨质量差，不易调整且稔定性不好.3.3 像相式合成器采纳锁相式合成器，将压控振荡器的频率锁存在所需的频率。该方案比较困难。3.4 单片机与集成电路利用单片机与限制集成电路，产生占空比和频率可调的波形.该方法输出的波形种类多、精度高、信号稳定牢靠、性价比高以及操作便利4。详细方案如图2。谕出PWM输出图24信号发生器的应用举例4.1 用信号发生器测量电子电路

8、的通道故障信号发生冷可以用来查找通道故障。其基本原理是：由前级往后级，逐一测量接收通路中每一级放大和波波器，找出哪一级放大电路没有达到设计应有的放大量或者哪一级滤波电路衰减过大。信号发生器在此扮演的是标准信号源的角色。信号源在辘入湍输入一个已知幅度的信号，然后通过超电压表或者频率足够高的示波器，从输入端口逐级测量增益状况，找出增益异样的单元，再进一步细查，最终确诊存在故障的零部件。4.2 用信号发生器测,电子电路的灵敏度信号发生落发出与电子电路相同模式的信号，然后渐渐减小输出信号的幅度（强度），同时通过监测输出的水平。当电了电路输出有效信号与噪声的比例劣化到肯定程度时（一般灵敏度测试信噪比标准

9、SN=12dB）,信号发生器输出的电平数值就等于所测电子电路的灵敏度。在此测试中，信号发生器模拟了信号，而且模拟的信号强度是可以人为限制调整的.4.3 用信号发生器作为标准侑号源信号发生器发出4-20mA、0-5V的可调可限制的信号，作为一次信号为后端电路供应标准信号，应用丁代替前端压力、潦量、温度、液位、电流、电压信号来调试后端线路或程序是否正确无误，可以连接P1.C、仪表、及专用设备。5PW信号发生器的应用领域目前，pw信号发生器的应用领域主要包括：(1)在数字光(1.ED)处理技术中,通过PwM限制倒整电流大小,例如显示技术中的灰度等级的限制。(2)在电机限制中，PWM用于对电机电流的限

10、制。(3)在电网系统中，PWM可以用对其功率的限制和变换.(4)在通信系统中，对模拟信号进行数字编码，满意数字化系统中数据处理的要求。如利用PW技术实现AM、和SSB这三种模拟通信信号的调制和解调.(5)在A/D转换中，PWM可以用于对模拟信号的比较和量化.(6)基于直流PWM的速度向服限制系统.6总结目前，随若微机技术日益广泛深化工业限制领域，单片机限制的PWM技术快速发展，其突出特点是可以比较简洁地选择最佳的脉冲调制频段，更重要的，由丁与单片机的结合，整个系统可以集成为具有更完备的爱护功能,故障诊断功能和显示功能的高牢症的微型化的系统。因此，被竞相开发，前景广袤。参考文献1刘树林编开关变换

11、器分析与设计值,北京，机械工业出版社，20112杨宁主编.单片机与限制技术国.第一版.北京：北京航空航天高校出版社，2005年.3楼然苗李光飞编著.51系列的片机设计实例.北京：肮空航天高校出版社231年.阉石主编.数字电子技术玳础.御等教化出版社，2005年.5张占松,开关电源的原理与设计用,北京：电子工业出版社,19996谢嘉奎主编.电子线路.高等教化出版社，2(MM年.7J赖N文编著.8051单片机嵌入式系统应用.科学出版社，2005年.8高峥编著.单片机微型计算机原理与接1.l技术.科学出侬社,2005年.9戴仙金主编,51单片机及其C语言程序开发实例1.M.北京:清华高校出版社,20

12、08U0谢自美主编.电子城路设计.试脸,测试(其次版)MJ.华中理工高校出版社20031011李金平,沈明山,姜余祥.电子系统设计国.北京：电子工业出版社,2007U2J华满清等.模拟电子技术姑础MJ.电子工业出版社,2008.613V.Yu.Teplov,.V.nisiuov.ThermostattingSystemUsingaSingleChipMicrocomputerandThermoelectricModulesBasedonthePeltierEffectJ,2002blYeagerBrent.HowtotroubleshootyourelectronicscalcJ.Powdor

13、andBulkEngineering.199515MechanJoanne,Muir1.indsey.SCMinWvrseysidcSMEsiBeriefitsandbarriersJ.TQMJournal.200816BehzadRazavi.DesignofAnalogCMOSIntegratedCircuitsM.2(X)117Rhcei.DeSiKnofhih-performarccQlOSchargepumpsinphase-lockedloops.IEEEInternalionalSyeposiumonCircuitsandSysteas.1999文献综述指导老师评语:指导老师签字：年月日文献综述成果: