专利名称：驱动信号的实现方法
驱动信号的实现方法
技术领域：
本发明涉及一种信号的实现方法，尤其涉及一种驱动信号的实现方法。背景技术：
现有的信号发生器只能实现单一周期的信号的产生，这样，信号发 生器只能作为单 一周期信号源，且不能作为驱动信号直接驱动电子设 备。因此，有必要提供 一 种驱动信号的实现方法以克服上述缺陷。
发明内容本发明要解决的技术问题在于提供一种可直接驱动电子设备的驱 动信号的实现方法。本发明通过这样的技术方案解决上述的技术问题 一种产生驱动信号的装置，该装置包括至少一个低频发生器、至少 一个高频发生器、分别与低频发生器和高频发生器相连的逻辑电路模 块、与逻辑电路模块相连的推算模块和与推算模块相连的H桥电路模 块。一种驱动信号的实现方法，该驱动信号为方波信号，所述驱动信号包括周期信号和非周期信号，所述周期信号包括N个具有单一频率的分解信号，非厨期信号具有相同的第一电平的正信号、具有相同的第二电平的负信号和具有零电平的信号，其中，所述N为自然数，该方法包括 如下步骤步骤S001:首先设定一临界频率，将分解信号按其频率将低于临界 频率的分解信号划分为低频信号，反之划分为高频信号，再次将低频信 号依照不同的频率分解成n个具有单一频率的低频分解信号，再将高频 信号依照不同的频率分解成m个具有单一频率的高频分解信号，然后将 非周期信号按照不同的电平分解成2个具有单一 电平的第二低频分解信 号和m个高频控制信号，所述m和n为0或自然数，且2m+n-N - 2;步骤S002:提供一低频信号发生器，其可发出非周期信号和n个低4频分解信号，提供一高频信号发生器，其可发出m个高频分解信号；步骤S003:提供一H桥电路和推算模块，所述推算模块可根据驱动 信号推算出H桥电路的四个桥臂所需的桥臂输入信号；步骤S004:提供一逻辑电路，所述逻辑电路的获得方式为将低频 信号发生器发出的非周期信号和n个低频分解信号和高频信号发生器发 出的m个高频分解信号作为逻辑电路的输入信号，将所述四个桥臂所需 的桥臂输入信号作为逻辑电路的输出信号，得出逻辑电路。有选的，所述第一电平和第二电平的绝对值不相等。有选的，所述确定逻辑电路的步骤包括步骤K001:根据逻辑电路的输入、输出信号得到逻辑部分的真值表；步骤K002:根据真值表用卡诺图求得简化后的逻辑表达式；步骤K003:对逻辑表达式进行化简和变换；步骤K004:根据化简和变换后的逻辑表达式画出逻辑电路。所述推算模块的推算步骤为步骤T001:确定H桥电路四个桥臂的导通电平。步骤T002:确定H桥电路四个桥臂的导通方向。步骤T003:根据驱动信号正电平时H桥电路正向导通，负电平时H 桥电路负向导通，零电平时不导通，即得到四个桥臂的导通时序。步骤T004:根据导通时序和导通电平，即得到四个桥臂所需的桥臂 输入信号。与现有技术相比较，本发明具有以下优点通过本方法获得的驱动 信号可实现非单一周期和电平的复杂驱动信号，从而直接驱动电子设 备，另外，本方法采用低频信号和高频信号分离产生，可大大降低成本， 并降低了对信号发生器的性能要求。
图1为本发明驱动信号的实现方法中驱动信号的示意图； 图2为本发明驱动信号的实现方法中驱动信号的分解方式简图； 图3为图1所示驱动信号的分解图； 图4为本发明驱动信号的实现方法的系统原理框图；图5为本发明驱动信号的实现方法中H桥电路的四个桥臂所需的桥 臂输入信号；图6本发明驱动信号的实现方法中逻辑表达式的示意图； 图7本发明驱动信号的实现方法中逻辑电路的示意图； 图8本发明驱动信号的实现方法中另 一种H桥电路的示意图。
具体实施方式下面结合附图详细说明本发明的具体结构。一种产生驱动信号的装置，其包括至少一个低频发生器、至少一个 高频发生器、分别与低频发生器和高频发生器相连的逻辑电路模块、与 逻辑电路模块相连的推算模块和与推算模块相连的H桥电路模块。本发明实现的驱动信号需要严格的时序控制，所以要求低频信号发 生器具有定时和计数功能，如PLC、单片机、DSP、 FPGA以及PC等， 根据具体的精度和成本要求，可以任意选择其中一种或几种。高频信号发生器可以采用多种振荡器方式，本发明采用的是施密特 多谐振荡器电路。如图l所示， 一种驱动信号的实现方法，该驱动信号可用于驱动电 机等电子设备。本方法实现的驱动信号为方波信号，其包括周期信号和 非周期信号，所述周期信号包括N个具有单一频率的分解信号，所述N 为自然数;非周期信号包括具有相同的第一电平的正信号、具有相同的 第二电平的负信号和具有零电平的信号。本方法包括如下步骤步骤S001:如图2和图3所示，首先设定一临界频率，将分解信号按 其频率将低于临界频率的分解信号划分为低频信号，反之划分为高频信 号，再次将低频信号依照不同的频率分解成ri个具有单一频率的低频分 解信号，再将高频信号依照不同的频率分解成m个具有单一频率的高频 分解信号，然后将非周期信号按照不同的电平分解成2个具有单一电平 的第二低频分解信号和m个高频控制信号，所述m和n为0或自然数，且 2m+n=N - 2。步骤S002:提供一低频信号发生器，其可发出非周期信号和n个低 频分解信号，提供一高频信号发生器，其可发出m个高频分解信号。 在步骤S001和步骤S002中，所述临界频率是指低频发生器所能发出的信号的最高频率。在本实施方式中，针对图l所示的驱动信号按照上
述步骤可分解为1个高频信号D、正信号A、负信号B、 l个高频控制信 号C和1个低频信号E。
步骤S003:提供一H桥电路和推算模块，所述推算模块可根据驱动 信号推算出H桥电路的四个桥臂所需的桥臂输入信号；
所述推算模块的推算步骤为
步骤T001:如图4所示，确定H桥电路四个桥臂的MOS管型号，即 选择N型MOS管和P型MOS管，从而确定导通电平。本实施方式采用如 MP6404,其上桥臂是P型MOS管，下桥臂是N型MOS管，在驱动功率满 足要求的情况下，选择集成桥模块是比较理想的，其各个MOS管的一致 性较好，且受环境影响的变化也是一致的，且简化电路。
步骤T002:如图6所示，确定H桥电路导通方向。
步骤T003:根据驱动信号正电平时H桥电路正向导通，负电平时H 桥电路负向导通，零电平时不导通，即得到四个桥臂的导通时序。本实 施方式中，驱动信号正电平时H桥电路1和3桥臂导通，负电平时H桥电 路的2和4桥臂导通。
步骤T004:如图5所示，根据导通时序和导通电平，即得到四个桥 臂所需的桥臂输入信号l、 2、 3、 4。
步骤S004:提供一逻辑电路，所述逻辑电路的获得方式为将低频 信号发生器发出的非周期信号和n个低频分解信号和高频信号发生器发 出的m个高频分解信号作为逻辑电路的输入信号，将所述四个桥臂所需 的桥臂输入信号作为逻辑电路的输出信号，得出逻辑电路。
本实施方式中，将1个高频信号D、正信号A、负信号B、 l个高频控 制信号C和1个低频信号E作为逻辑电路的输入信号，将四个桥臂所需的 桥臂输入信号l、 2、 3、 4作为逻辑电路的输出信号，得出逻辑电路。
所述确定逻辑电路的步骤包括
步骤K001:根据逻辑电路的输入、输出信号得到逻辑部分的真值
表；
步骤K002:根据真值表用卡诺图求得简化后的逻辑表达式； 步骤K003:对逻辑表达式进行化简和变换；步骤K004:根据化简和变换后的逻辑表达式画出逻辑电路。 通过上述步骤确定的逻辑电路的结构是不唯一的，但需最大限度的
化简逻辑电路，利于整个系统的稳定和简化。图6为本实施方式中逻辑
表达式。
根据逻辑表达式即可构建相应的逻辑电路，为了信号的稳定也在逻 辑电路中加入了信号整形的模块(施密特触发器)，具体电路如图7所
示o
对于逻辑电路部分而言，更多的是介绍一种设计思路，而不是具体 一个逻辑电路，因为根据不同驱动信号的要求，逻辑电路是要适时调整 的，对于一般的信号而言，直接用硬件逻辑电路即可实现，其系统较简
单，而对于非常复杂的逻辑电路，可以考虑用FPGA实现，把逻辑电路 部分软件化，实现可编程，这样还可把信号发生部分整合到FPGA中， 使系统集成度更高。
本发明的驱动信号中各低频信号是通过对相应的控制器进行编程 实现的，所以信号发生部分是柔性的，可以根据需求进行编程修改。
本发明的驱动信号的第一电平和第二电平的绝对值可以相等，也可 以不相等，当第一电平和第二电平的绝对值不相等时，只需稍微变更H 桥电路部分，即可得到所需的驱动信号如图8，不再赘述。
本发明的驱动信号的低频信号和高频信号的频率差距较大，所以采 用低频信号和高频信号分开的模式，这样首先可以降低对信号发生器的 要求，大大降低成本；其次因为高频部分可以通过多谐振荡器实现， 所以可以通过简单替换阻容元件就可以更改频率范围，而无需更改电路 结构。
以上所述仅为本发明的较佳实施方式，本发明的保护范围并不以上 述实施方式为限，但凡本领域普通技术人员根据本发明所揭示内容所作 的等效修饰或变化，皆应纳入权利要求书中记载的保护范围内。
8
权利要求
1.一种产生驱动信号的装置，其特征在于该装置包括至少一个低频发生器、至少一个高频发生器、分别与低频发生器和高频发生器相连的逻辑电路模块、与逻辑电路模块相连的推算模块和与推算模块相连的H桥电路模块。
2. —种驱动信号的实现方法，该驱动信号为方波信号，所述驱动信 号包括周期信号和非周期信号，所述周期信号包括N个具有单一频率的 分解信号，非周期信号具有相同的第一电平的正信号、具有相同的第二 电平的负信号和具有零电平的信号，其中，所述N为自然数，该方法包 括如下步骤步骤S001:首先设定一临界频率，将分解信号按其频率将低于临界 频率的分解信号划分为低频信号，反之划分为高频信号，再次将低频信 号依照不同的频率分解成n个具有单 一频率的低频分解信号，再将高频 信号依照不同的频率分解成m个具有单一频率的高频分解信号，然后将 非周期信号按照不同的电平分解成2个具有单一 电平的第二低频分解信 号和m个高频控制信号，所述m和n为O或自然数，且2m+n-N-2;步骤S002:提供一低频信号发生器，其可发出非周期信号和n个低 频分解信号，提供一高频信号发生器，其可发出m个高频分解信号；步骤S003:提供一H桥电路和推算模块，所述推算模块可根据驱动 信号推算出H桥电路的四个桥臂所需的桥臂输入信号；步骤S004:提供一逻辑电路，所述逻辑电路的获得方式为将低频 信号发生器发出的非周期信号和n个低频分解信号和高频信号发生器发 出的m个高频分解信号作为逻辑电路的输入信号，将所述四个桥臂所需 的桥臂输入信号作为逻辑电路的输出信号，得出逻辑电路。
3. 根据权利要求2所述的驱动信号的实现方法，其特征在于所述 其中，第一电平和第二电平的绝对值不相等。
4. 根据权利要求2或3所述的驱动信号的实现方法，其特征在于 所述确定逻辑电路的步骤包括步骤K001:根据逻辑电路的输入、输出信号得到逻辑部分的真值表；步骤K002:根据真值表用卡诺图求得简化后的逻辑表达式；步骤K003:对逻辑表达式进行化简和变换； 步骤K004:根据化简和变换后的逻辑表达式画出逻辑电路。
5.根据权利要求4所述的驱动信号的实现方法，其特征在于所述 推算模块的推算步骤为步骤T001:确定H桥电路四个桥臂的导通电平。步骤T002:确定H桥电路四个桥臂的导通方向。步骤T003:才艮据驱动信号正电平时H桥电路正向导通，负电平时H 桥电路负向导通，零电平时不导通，即得到四个桥臂的导通时序。步骤T004:根据导通时序和导通电平，即得到四个桥臂所需的桥臂 输入信号。
全文摘要
一种驱动信号的实现方法，该方法涉及到的设备包括低频信号发生器、高频信号发生器、H桥电路和逻辑电路。通过本方法获得的驱动信号可实现非单一周期和电平的复杂驱动信号，从而直接驱动电子设备。
文档编号H03K3/78GK101626224SQ20091010941
公开日2010年1月13日 申请日期2009年8月17日 优先权日2009年8月17日
发明者张丽宏, 斌 徐 申请人:瑞声声学科技(深圳)有限公司;瑞声声学科技(常州)有限公司