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基于DPWM的高速高精度积分型模/数转换器

作者:时间:2009-07-06来源:网络收藏

1.1 数字脉宽调制模块设计
该转换器的核心控制部分可由单片机、DSP,FP-GA等实现。主要完成的发生、模拟信号的测量及A/D转换结果的显示控制。该设计原型采用Cy-cloneⅡFPGA为控制芯片,其程序的整体结构如图2所示。

具体工作过程:通过锁相环得到高速时钟,用于产生高分辨率的信号;利用按一定规律调整占空比的信号实现外部电容电压的控制,与输入模拟量信号比较,直到比较器翻转,此时的Duty×Vref即为A/D转换结果。在系统中,输入50 MHz时钟,通过锁相环倍频到400 MHz,A/D转换精度达到165μV,具体设计如图3所示,其信号功能如表1所示。

1.2 DPWM发生器设计
DPWM发生模块通过实时更新的占空比设定值,发出高分辨率的DPWM信号。在该系统中,DPWM信号的频率为20 kHz,DPWM精度为20 000个时钟周期/占空比。如图4所示,其信号功能如表2所示。

1.3 模拟量监测器设计
该模块的主要功能是实时监测对比结果INT,不断调整DUTY,得到最终的转换结果Duty display。模拟开关控制信号ASW则完成一个监测过程的控制。过程如下:电容放电→对地测量校准→模拟测量(占空比改变)→比较器翻转完成转换。以上3步不断循环。模拟测量模块如图5所示,其信号功能如表3所示。



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