通过脉冲宽调制来调节频率的装置及振荡电路的制作方法
【技术领域】
[0001]本发明涉及脉冲宽调制领域，特别涉及一种通过脉冲宽调制来调节频率的装置及振荡电路。
【背景技术】
[0002]目前，大多数的振荡电路都是纯硬件电路，其振荡频率都是固有频率而不可调整。当前很多具有脉冲宽调制(简称PWM)的单片机都不具有宽频的调频功能，而带有调频功能的单片机价格相对比较高。
【发明内容】
[0003]为了解决现有技术中的问题，本发明提供了一种通过脉冲宽调制来调节频率的装置及振荡电路，解决现有技术中具有脉冲宽调制PWM的单片机都不具有宽频的调频功能的问题，达到降低生产成本的目的。
[0004]本发明解决现有技术问题所采用的技术方案是:设计和制造一种通过脉冲宽调制来调节频率的装置，包括:设有可控制输出脉冲宽调制PWM信号的主控单元、用于对PWM信号进行积分的积分电路、滤波装置以及压控振荡器；所述主控单元与所述积分电路连接；所述积分电路通过所述滤波装置与所述压控振荡器连接。
[0005]本发明进一步的改进是:所述积分电路包括比较器、第一电阻、第二电阻以及第一电容；所述比较器的正相端与第一电阻一端连接，该第一电阻的另一端接地；其负向端与所述第二电阻的一端连接；所述第二电阻的另一端与PWM输入端连接；所述第一电容两端分别连接所述第二电阻与所述比较器的输出端。
[0006]本发明进一步的改进是:所述滤波装置包括第三电阻以及第二电容；所述第三电阻的一端与所述比较器的输出端连接；所述第三电阻的另一端与所述压控振荡器的电压输入端和第二电容的一端连接；所述第二电容的另一端接地。
[0007]本发明进一步的改进是:所述主控单元设有PWM信号输出控制模块，所述控制模块自动调节PWM的占空比，并通过对应的PWM信号送入积分电路进行积分。
[0008]本发明进一步的改进是:所述压控振荡器为数码锁相环；所述pwm信号经积分后送入所述数码锁相环的输入端。
[0009]本发明又提供了一种通过脉冲宽调制来调节频率的振荡电路，包括脉冲宽调制PWM信号输出端、用于对PWM信号进行积分的积分电路、滤波电路以及压控振荡器；所述脉冲宽调制PWM信号输出端、积分电路、滤波电路以及压控振荡器通过电连接；所述积分电路产生指示所产生的比较信号和参考信号之间相位差的相位差信号；所述滤波电路将所述积分电路产生的相位差信号形成为直流电压信号并提供到压控振荡器。
[0010]本发明进一步的改进是:所述积分电路包括比较器、第一电阻、第二电阻以及第一电容；所述比较器的正相端与第一电阻一端连接，该第一电阻的另一端接地；其负向端与所述第二电阻的一端连接；所述第二电阻的另一端与PWM输入端连接；所述第一电容两端分别连接所述第二电阻与所述比较器的输出端。
[0011]本发明进一步的改进是:所述滤波电路包括第三电阻以及第二电容；所述第三电阻的一端与所述比较器的输出端连接；所述第三电阻的另一端与所述压控振荡器的电压输入端和第二电容的一端连接；所述第二电容的另一端接地。
[0012]本发明进一步的改进是:所述压控振荡器为数码锁相环；所述pwm信号经积分后送入所述数码锁相环的输入端；所述压控振荡器可生成具有不同振荡频率的振荡信号。
[0013]本发明的有益效果是:通过单片机控制PWM的占空比来改变振荡器的输出频率，进而达到变频的目的；同时，该装置的价格便宜、质量可靠，在对PWM控制上不仅简单而且成熟。
【附图说明】
[0014]图1是通过脉冲宽调制来调节频率的振荡电路的电路示意图。
[0015]图2是通过脉冲宽调制来调节频率的装置的连接框图。
【具体实施方式】
[0016]下面结合附图对本发明作进一步说明。
[0017]如图1所示，一种通过脉冲宽调制来调节频率的装置，包括:设有可控制输出脉冲宽调制PWM信号的主控单元、用于对PWM信号进行积分的积分电路、滤波装置以及压控振荡器；所述主控单元与所述积分电路连接；所述积分电路通过所述滤波装置与所述压控振荡器连接。
[0018]所述积分电路包括比较器、第一电阻、第二电阻以及第一电容；所述比较器的正相端与第一电阻一端连接，该第一电阻的另一端接地；其负向端与所述第二电阻的一端连接；所述第二电阻的另一端与PWM输入端连接；所述第一电容两端分别连接所述第二电阻与所述比较器的输出端。
[0019]所述滤波装置包括第三电阻以及第二电容；所述第三电阻的一端与所述比较器的输出端连接；所述第三电阻的另一端与所述压控振荡器的电压输入端和第二电容的一端连接；所述第二电容的另一端接地。
[0020]所述主控单元设有PWM信号输出控制模块，所述控制模块自动调节PWM的占空比，并通过对应的PWM信号送入积分电路进行积分。
[0021]所述压控振荡器为数码锁相环；所述PWM信号经积分后送入所述数码锁相环的输入端。在一种实施例中，所述数码锁相环为CD4046成本较低，其质量可靠，易于采购。
[0022]脉冲宽调制在进行调节频率时，主控单元中的软件控制模块控制PWM的占空比，通过调整PWM的占空比，发送一定频率的脉冲宽调制PWM信号至积分电路；积分电路生成相位差信号并发送到低通滤波器；低通滤波器将产生的相位差信号形成电压信号发送至压控振荡器输入端；压控振荡器输出端输出一定频率信号，从而实现脉冲宽调。
[0023]通过脉冲宽调制来调节频率的装置中也同时包括了一种通过脉冲宽调制来调节频率的振荡电路，如图1，包括脉冲宽调制PWM信号输出端1、用于对PWM信号进行积分的积分电路、滤波电路以及压控振荡器；所述脉冲宽调制PWM信号输出端1、积分电路、滤波电路以及压控振荡器通过电连接；所述积分电路产生指示所产生的比较信号和参考信号之间相位差的相位差信号；所述滤波电路将所述积分电路产生的相位差信号形成为直流电压信号并提供到压控振荡器。
[0024]所述积分电路包括比较器21、第一电阻、第二电阻以及第一电容；所述比较器21的正相端与第一电阻22 —端连接，该第一电阻22的另一端接地；其负向端与所述第二电阻23的一端连接；所述第二电阻23的另一端与PWM输入端I连接；所述第一电容24两端分别连接所述第二电阻23与所述比较器21的输出端。
[0025]所述滤波电路包括第三电阻25以及第二电容26 ;所述第三电阻25的一端与所述比较器21的输出端连接；所述第三电阻25的另一端与所述压控振荡器的电压输入端和第二电容26的一端连接；所述第二电容26的另一端接地。
[0026]所述压控振荡器为数码锁相环3 ;所述PWM信号经积分后送入所述数码锁相环3的输入端；所述压控振荡器可生成具有不同振荡频率的振荡信号。
[0027]本电路主要利用压控振荡器输出信号的频率与输入电压幅值的线性关系，通过积分电路对输入的PWM信号进行积分，积分后的电压信号送给压控振荡器输入端VC0，当频率需要调整时，先调整PWM的占空比，调整后PWM经积分电路积分后，产生的积分电压值也跟着相应的变化，而当VCO输入电压变化时，输出振荡频率也随着相应的变化，从而达到对频率控制的目的。
[0028]在一种优选实施例中，如图2所不，比较器、电阻R3、R5和电容Cl构成一个积分电路，对PWM信号进行积分，积分后的信号经电阻R4和电容C3组成RC滤波后送到VC0，变成VCO的输入信号。其中，PWM信号经电阻R3接入比较器的反相端电阻R5接入比较器的同相端“ + 当输入的PWM信号占空比增加时，比较器的反相端的电压也会升高，由于比较器的正相端的电压是不变的，增加后的PWM经积分后电压值也随之升高，但相位是反相位的，积分后的电压信号经R4送入VCO后，根据压控震荡原理，VCO输出的频率就会减小，相反，当PWM占空比减小时，VCO输出的频率就会增大。所以在应用中只要通过对脉冲宽调制(PWM)信号的调整就能达到调频的目的。
[0029]以上内容是结合具体的优选实施方式对本发明所作的进一步详细说明，不能认定本发明的具体实施只局限于这些说明。对于本发明所属技术领域的普通技术人员来说，在不脱离本发明构思的前提下，还可以做出若干简单推演或替换，都应当视为属于本发明的保护范围。
【主权项】
1.一种通过脉冲宽调制来调节频率的装置，其特征在于，包括:设有可控制输出脉冲宽调制PWM信号的主控单元、用于对PWM信号进行积分的积分电路、滤波装置以及压控振荡器；所述主控单元与所述积分电路连接；所述积分电路通过所述滤波装置与所述压控振荡器连接。
2.根据权利要求1所述通过脉冲宽调制来调节频率的装置，其特征在于:所述积分电路包括比较器、第一电阻、第二电阻以及第一电容；所述比较器的正相端与第一电阻一端连接，该第一电阻的另一端接地；其负向端与所述第二电阻的一端连接；所述第二电阻的另一端与PWM输入端连接；所述第一电容两端分别连接所述第二电阻与所述比较器的输出端。
3.根据权利要求1所述通过脉冲宽调制来调节频率的装置，其特征在于:所述滤波装置包括第三电阻以及第二电容；所述第三电阻的一端与所述比较器的输出端连接；所述第三电阻的另一端与所述压控振荡器的电压输入端和第二电容的一端连接；所述第二电容的另一端接地。
【专利摘要】本发明涉及PWM变频领域，其公开了一种通过脉冲宽调制来调节频率的装置，包括：设有可控制输出脉冲宽调制PWM信号的主控单元、用于对PWM信号进行积分的积分电路、滤波装置以及压控振荡器；所述主控单元与所述积分电路连接；所述积分电路通过所述滤波装置与所述压控振荡器连接。同时又提供了一种通过脉冲宽调制来调节频率的振荡电路。本发明的有益效果是：通过单片机控制PWM的占空比来改变振荡器的输出频率，进而达到变频的目的；同时，该装置的价格便宜、质量可靠，在对PWM控制上不仅简单而且成熟。
【IPC分类】H03L7-083, H03L7-099
【公开号】CN104579327
【申请号】CN201310509296
【发明人】不公告发明人
【申请人】西安造新电子信息科技有限公司
【公开日】2015年4月29日
【申请日】2013年10月24日