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關于交換位技術如何改進FPGA-PWM計數(shù)器性能

作者: 時間:2012-10-08 來源:網絡 收藏

簡單改變FPGA規(guī)格使作為DAC功能PWM的紋波降低。當需要一些模擬輸出和系統(tǒng)中有FPGA時,很可能選擇使用如圖1的PWM模塊和簡單低通濾波器。FPGA的輸出是固定頻率、和數(shù)字比較器使占空比可變的典型波形(表1)。

本文引用地址:http://m.ptau.cn/article/193108.htm

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圖1 PWM模塊和簡單低通濾波器

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表1 FPGA的輸出的典型波形

假設高信號使能,計數(shù)器每個時鐘周期進行計數(shù),PWM輸出的頻率為時鐘頻率的2次冪分頻。通過連接前置比例器,使用使能來降低輸出頻率。由于輸出頻率固定,濾波器容易計算。已知占空比50%時,出現(xiàn)最壞的紋波。最大紋波和上升時間的限制結合決定濾波器類型和RC(電阻/電容)值。

對表1中編碼進行非小改動,能夠改進PWM電路的。但在原先系統(tǒng)中,最大紋波電流發(fā)生在50%占空比時,最小紋波電流發(fā)生在最小占空比時,改進的版本顯示最大紋波等于標準版的最小值。關鍵是產生最高頻率的可能性,還能保持平均的占空比常數(shù)。輸出脈沖頻率越高,濾波器越好。從左到右交換所有位來修改由重編二進制比較器組成表1。MSB(最高有效位)變成LSB(最低有效位),LSB變成MSB,等等(表2)。只需重編位,而不需額外寄存器或邏輯單元。

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表2 重編二進制比較器

表3顯示了4位PWM發(fā)出的脈沖序列。表3中,可以看到50%占空比時(第二列,值為8),頻率最大,為時鐘頻率的2分頻。在第一個紋波出現(xiàn)點(第二列,值為1),傳統(tǒng)PWM系統(tǒng)中有同樣的紋波,也就是說,脈沖序列是相同的。

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表3 4位PWM發(fā)出的脈沖序列

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