技术领域
[0001] 本申请涉及PWM波调节技术领域，具体而言，涉及一种PWM波的调整电路和电子设备。
相关背景技术
[0002] 随着电子技术不断发展，各种半导体器件类型逐渐增多，为了满足不同电子器件对于信号输入输出的要求，在应用场景上的需求，需要对电路信号进行各种各样的转换和变换。
[0003] PWM技术是一种数字电子开关电路信号技术，信号一般由电子开关器件产生，其波形特点分为波峰和波谷，波峰是PWM的高电平逻辑，波谷是PWM的低电平逻辑，不同电路接口或者电子元器件对于PWM输入输出的电平逻辑电压会有所不同，这就需要一个中间转换电路，满足不同元器件的输入和输出，以实现波峰和波谷的电压电平转换，传统上这种特殊信号转换电路只是单独的波峰或者波谷的转换，通常是某一个集成电路或某一个单元电路的一小部分，被集成于的各种成品芯片，市场上几乎没有单独PWM波峰波谷转换芯片。
[0004] 因此，亟需一种确保PWM波峰和波谷的电压可调的电路。
具体实施方式
[0024] 应该指出，以下详细说明都是例示性的，旨在对本申请提供可选的说明。除非另有指明，本文使用的所有技术和科学术语具有与本申请所属技术领域的普通技术人员通常理解的相同含义。
[0025] 需要注意的是，这里所使用的术语仅是为了描述具体实施方式，而非意图限制根据本申请的示例性实施方式。如在这里所使用的，除非上下文另外明确指出，否则单数形式也意图包括复数形式，此外，还应当理解的是，当在本说明书中使用术语“包含”和/或“包括”时，其指明存在特征、步骤、操作、器件、组件和/或它们的组合。
[0026] 应该理解的是，当元件(诸如层、膜、区域、或衬底)描述为在另一元件“上”时，该元件可直接在该另一元件上，或者也可存在中间元件。而且，在说明书以及权利要求书中，当描述有元件“连接”至另一元件时，该元件可“直接连接”至该另一元件，或者通过第三元件“连接”至该另一元件。
[0027] 正如背景技术所介绍的，现有技术中缺乏一种不能对PWM信号的波峰电压和波谷电压都进行调节的问题，为了解决如上问题，本申请提出了一种PWM波的调整电路和电子设备。
[0028] 根据本申请的实施例，提供了一种PWM波的调整电路，如图1所示，PWM波的调整电路包括第一调节单元100和第二调节单元200；如图2所示，第一调节单元100包括输入端和输出端，其中，上述第一调节单元100的输入端用于对输入的原始PWM信号进行翻转，得到第一PWM信号并经过上述第一调节单元的输出端输出，上述第一PWM信号与输入的PWM信号的波形相反；第二调节单元200与上述第一调节单元100的输出端电连接，上述第二调节单元200包括波峰调节模块210和波谷调节模块220，上述波峰调节模块210的输入端与上述第一调节单元100的输出端连接且用于在上述第一调节单元100输出波谷信号的情况下，调节上述第一PWM信号的波谷信号的电压，得到第二PWM信号的波峰信号，上述波谷调节模块220的输入端与上述第一调节单元100的输出端连接且用于在上述第一调节单元100输出波峰信号的情况下，调节上述第一PWM信号的波峰信号的电压，得到第二PWM信号的波谷信号，上述波谷调节模块220的输出端与上述波峰调节模块210的输出端电连接且作为上述第二调节单元200的输出端。
[0029] 具体地，PWM输入信号经过第一调节单元100驱动进行信号放大和翻转，将第一调节单元100输出作为第二调节单元200的输入，第二调节单元200主要实现无极可调和翻转，波峰调节模块210主要实现PWM脉冲波峰的电平电压无极调整，波谷调节模块220主要实现PWM脉冲波谷的电平电压无极调整，故信号从第一调节单元100输入到第二调节单元200输出经过2次电平翻转输出，则信号极性保持不变，即实现PWM脉冲波峰波谷的电平电压无极可调。
[0030] 上述的PWM波的调整电路，包括第一调节单元和第二调节单元，上述第一调节单元的输入端用于对输入的原始PWM信号进行翻转，得到第一PWM信号并经过上述第一调节单元的输出端输出；第二调节单元与上述第一调节单元的输出端电连接，上述第二调节单元包括波峰调节模块和波谷调节模块，上述波峰调节模块的输入端与上述第一调节单元的输出端连接且用于在上述第一调节单元输出波谷信号的情况下，调节上述第一PWM信号的波谷信号的电压，得到第二PWM信号的波峰信号，上述波谷调节模块的输入端与上述第一调节单元的输出端连接且用于在上述第一调节单元输出波峰信号的情况下，调节上述第一PWM信号的波峰信号的电压，得到第二PWM信号的波谷信号，与现有技术相比，本申请的方案利用第一调节单元将原始PWM信号翻转得到第一PWM信号，并将第一PWM信号输入至第二调节单元，当输入的第一PWM信号为波谷信号时，第二调节单元的波峰调节模块将该波谷信号翻转为波峰信号，并对波峰信号的电压进行调节，当输入的第一PWM信号为波峰信号时，第二调节单元的波谷调节模块将该波峰信号翻转为波谷信号，并对该波谷信号的电压进行调节，这样可以对波峰电压和波谷电压都进行调节，从而进一步解决了现有技术中不能对PWM信号的波峰电压和波谷电压都进行调节的问题。
[0031] 在本申请的一种实施例中，如图2所示，上述第一调节单元100包括翻转模块110和第一电阻模块R4；上述翻转模块110包括第一NMOS管NMOS_1，上述第一NMOS管NMOS_1的栅极用于输入上述原始PWM信号，上述第一NMOS管NMOS_1的源极接地；上述第一电阻模块R4的第一端用于输入电源电压，上述第一电阻模块R4的第二端与上述第一NMOS管NMOS_1的漏极电连接。本实施例中，通过翻转模块110和第一电阻模块R4的构成，从而更加精准地对原始PWM信号的电压进行翻转。
[0032] 为了进一步增强翻转模块110的稳定性和可靠性，本申请的一种实施例中，如图2所示，上述翻转模块110还包括第一寄生二极管Q4，上述第一寄生二极管Q4的正极与上述第一NMOS管NMOS_1的源极电连接，上述第一寄生二极管Q4的负极与上述第一NMOS管NMOS_1的漏极电连接。
[0033] 在另一种实例中，如图2所示，上述第一调节单元100还包括第二电阻模块R7，上述第二电阻模块R7的第一端与上述翻转模块110的栅极电连接，上述第二电阻模块R7的第二端接地。本实施例中，可以在输入的PWM信号为悬空状态时，利用第二电阻模块R7将电路的输入电压Vin确定为0，从而进一步实现对电路的输入电压Vin的调节和控制。
[0034] 为了进一步实现对翻转模块的保护，本申请的一种实施例中，上述第一调节单元100还包括第三电阻模块R6，上述第三电阻模块R6连接在上述翻转模块110的栅极和上述第二电阻模块R7的第一端之间的连接支路上。
[0035] 具体地，第二电阻模块R7、第三电阻模块R6、第一电阻模块R4、第一NMOS管NMOS_1和第一寄生二极管Q4组成了第一调节单元100，第一寄生二极管Q4可以将输入的PWM信号经过开关放大和信号翻转，第二电阻模块R7是输入下拉电阻，实现当输入的PWM信号为高阻抗输入时，输入电路可以保持明确的低电平状态，电阻第一电阻模块R4是作为输出上拉电阻，以进行电压转换。
[0036] 在再一种实施例中，如图2所示，上述波峰调节模块210包括第四电阻模块R2、第一PMOS管PMOS_1、第五电阻模块R3、第二PMOS管PMOS_2和第一电位器R1；上述第四电阻模块R2的第一端与上述第一调节单元100的输出端电连接；上述第一PMOS管PMOS_1的栅极与上述第四电阻模块R2的第二端电连接；上述第五电阻模块R3的第一端与上述第一调节单元100的输出端电连接；上述第二PMOS管PMOS_2的栅极与上述第五电阻模块R3的第二端电连接，上述第二PMOS管PMOS_2的漏极与上述第一PMOS管PMOS_1的漏极电连接，上述第二PMOS管PMOS_2的源极为上述波峰调节模块210的输出端；上述第一电位器R1的第一端用于输入电源电压，上述第一电位器R1的第二端接地，上述电位器R1的可调节端与上述第一PMOS管PMOS_1的源极电连接。本实施例中，利用第一PMOS管PMOS_1，从而进一步对第一PWM信号进行调制转换，通过调整第一电位器R1的大小，从而更加准确地调节PWM波形的波峰电平电压。
[0037] 为了进一步解决第一电位器R1的禁调区间，本申请的一种实施例中，如图2所示，上述波峰调节模块还包括第一电容模块C1和第六电阻模块R10；上述第一电容模块C1的第一端用于输入上述电源电压，上述第一电容模块C1的第二端接地；上述第六电阻模块R10的第一端与上述第一电位器R1的第二端电连接，上述第六电阻模块R10的第二端接地。
[0038] 具体地，对于波峰调节模块210中的第一PMOS管PMOS_1的源级电压Vp等于第一电位器R1调整输出电压，根据电压分压原理，则有：
[0039]
[0040] 其中，R1调是可调电阻调整后的电阻值，作用是调整PWM波峰的电平电压大小，VCC是电源供电电压，转换可以得到第一电位器R1的源级电压Vp：
[0041]
[0042] 由于第一电位器R1处于上分压，R1调的最大值是R1，因此VP的范围是如需要满足Q1管导通条件，则需满足VQ1g‑VP
[0043]
[0044] 即
[0045]
[0046] 满足该条件后，当第一PMOS管PMOS_1的栅极电压为0时，则第一PMOS管PMOS_1导通，当第一PMOS管PMOS_1的栅极电压为VCC时，则第一PMOS管PMOS_1不导通。
[0047] 在又一种实施例中，如图2所示，上述波谷调节模块220包括第七电阻模块R5、第二NMOS管NMOS_2和第二电位器R8；上述第七电阻模块R5的第一端与上述第一调节单元100的输出端电连接；第二NMOS管的栅极与上述第七电阻模块的第二端电连接，上述第二NMOS管NMOS_2的漏极为上述波谷调节模块220的输出端；上述第二电位器R8的第一端用于输入电源电压，上述第二电位器R8的第二端接地，上述第二电位器的可调节端与上述第二NMOS管的源极电连接。实施例中，波谷调节模块220利用第二NMOS管NMOS_2，进一步实现对PWM波谷电平电压大小调制转换，并利用第二电位器R8，进一步实现对PWM波谷电平电压大小调整。
[0048] 为了进一步解决第二可调器R8的禁调区间，本申请的一种实施例中，如图2所示，上述波谷调节模块220还包括第二电容模块C4和第八电阻模块R11；上述第二电容模块C4的第一端用于输入上述电源电压，上述第二电容模块C4的第二端接地；上述第八电阻模块R11的第一端用于输入电源电压，上述第八电阻模块R11的第二端与上述第二电位器R8的第一端电连接。
[0049] 具体地，第二NMOS管NMOS_2的源极电压等于第二电位器R8调整输出电压Vn，根据电压分压原理，则有：
[0050]
[0051] 其中，R8调是可调电阻调整后的电阻值，作用是调整PWM波谷的电平电压大小，VCC是电源供电电压，转换可以得到第二NMOS管NMOS_2的源极电压Vn：
[0052]
[0053] 由于第二电位器R8处于下分压，R8调的最大值是R8，因此Vn的范围是如需要满足第二NMOS管NMOS_2导通条件，则需满足VQ3g‑Vn>VQ3gs，VQ3g是第二NMOS管NMOS_2的栅极输入电压，VQ3gs是第二NMOS管NMOS_2导通的最小阀值电压，此时电路中T2点电压为VCC，即VQ3g＝VCC，因此选取R10的大小需要满足：
[0054]
[0055] 即：
[0056]
[0057] 满足该条件后，当第二NMOS管NMOS_2的栅极电压为0时，则第二NMOS管NMOS_2不导通，当第二NMOS管NMOS_2的栅极电压为VCC时则Q3管导通。
[0058] 具体地，波峰调节模块210的作用是通过调整第一电位器R1的大小来调节PWM波形的波峰电平电压；波谷调节模块220的作用是通过调整第二电位器R8的大小来调节PWM波形的波谷电平电压。
[0059] 具体地，因此，当PWM输入信号是逻辑0时，翻转模块110的栅极电压Vg‑源极电压Vs等于0，小于翻转模块110的开通阀值Vgs，则Q4管关断，电路中T2点直接被第一电阻模块R4上拉到电源VCC，则T2点的电压等于VCC，此时第一PMOS管PMOS_1中(VQ1g‑VP)＝(VCC‑VP)>0，则第一PMOS管PMOS_1不导通，第二NMOS管的栅极电压等于VCC，此时第二NMOS管(VQ3g‑V_n)＝(VCC‑Vn)>VQ3gs，则第二NMOS管导通，忽略第二NMOS管内阻，则T3点电压也等于第二NMOS管源极电压Vn，对于第二PMOS管的栅极电压为VCC，第二PMOS管此时满足(VQ2g‑Vn)＝(VCC‑Vn)>0，则第二PMOS管不导通，此时T3点的电压等于第二电位器可调后输出电压Vn，已就实现了PWM脉冲波谷电平电压的调整，波谷电平电压等于Vn，其波形如图3所示。
[0060] 具体地，当PWM输入信号是Vin(即逻辑1)时，翻转模块的栅极电压Vg‑源极电压Vs大于0，也大于翻转模块的开通阀值Vgs，则翻转模块的第一NMOS管导通，第一电阻模块R4回路导通，T2点的电压等于0，此时第一PMOS管(VQ1g‑VP)＝(0‑VP)
[0061] 为了进一步加大PWM信号的驱动能力，本申请的一种实施例中，如图2所示，上述PWM波的电压跟随单元300还包括电压跟随单元310，上述电压跟随单元包括第九电阻模块R9、运算放大器U1A、第三电容模块C2和第四电容模块C3；上述第九电阻模块R9的第一端与上述第二调节单元200的输出端连接；上述运算放大器U1A的正极输入端与上述第九电阻模块R9的第二端连接，上述运算放大器U1A的负极输入端与上述运算放大器U1A的输出端电连接，上述运算放大器U1A的输出端为上述PWM波的调整电路的输出端；上述第三电容模块C2的第一端与上述运算放大器U1A的负极输入端电连接，上述第三电容模块C2的第二端接地；上述第四电容模块C3的第一端与上述运算放大器U1A的正极输入端电连接，上述第四电容模块C3的第二端接地。
[0062] 具体地，将波峰调节模块和波谷调节模块的共同输出作为电压跟随单元的输入，电压跟随单元主要将第二调节单元的输出信号进行放大，其作用是增强PWM输出信号的电流驱动能力，电压跟随单元不对信号进行翻转。
[0063] 具体地，电压跟随单元具有高阻抗输入和低阻抗输出，其输入输出电压保持不变，由于经过第二调节单元的驱动后已经调整了PWM波峰和波谷电平电压大小，但此时的PWM的输出阻抗很大，容易受后级电路负载大小的影响，因此需要加大PWM驱动能力。
[0064] 上述电路中的每个电阻模块可以是一个电阻，也可以是多个电阻串联形成的，上述电路中的电容模块均为滤波作用，可以更加有效减小电路中的纹波和干扰，提高信号的质量和稳定性。
[0065] 根据本申请的另一面，提供了一种电子设备，电子设备包括任意一种上述的PWM波的调整电路。
[0066] 上述的电子设备，包括任意一种上述的PWM波的调整电路，该PWM波的调整电路包括第一调节单元和第二调节单元，上述第一调节单元的输入端用于对输入的原始PWM信号进行翻转，得到第一PWM信号并经过上述第一调节单元的输出端输出；第二调节单元与上述第一调节单元的输出端电连接，上述第二调节单元包括波峰调节模块和波谷调节模块，上述波峰调节模块的输入端与上述第一调节单元的输出端连接且用于在上述第一调节单元输出波谷信号的情况下，调节上述第一PWM信号的波谷信号的电压，得到第二PWM信号的波峰信号，上述波谷调节模块的输入端与上述第一调节单元的输出端连接且用于在上述第一调节单元输出波峰信号的情况下，调节上述第一PWM信号的波峰信号的电压，得到第二PWM信号的波谷信号，与现有技术相比，本申请的方案利用第一调节单元将原始PWM信号翻转得到第一PWM信号，并将第一PWM信号输入至第二调节单元，当输入的第一PWM信号为波谷信号时，第二调节单元的波峰调节模块将该波谷信号翻转为波峰信号，并对波峰信号的电压进行调节，当输入的第一PWM信号为波峰信号时，第二调节单元的波谷调节模块将该波峰信号翻转为波谷信号，并对该波谷信号的电压进行调节，这样可以对波峰电压和波谷电压都进行调节，从而进一步解决了现有技术中不能对PWM信号的波峰电压和波谷电压都进行调节的问题。
[0067] 从以上的描述中，可以看出，本申请上述的实施例实现了如下技术效果：
[0068] 本申请的PWM波的调整电路，包括第一调节单元和第二调节单元，上述第一调节单元的输入端用于对输入的原始PWM信号进行翻转，得到第一PWM信号并经过上述第一调节单元的输出端输出；第二调节单元与上述第一调节单元的输出端电连接，上述第二调节单元包括波峰调节模块和波谷调节模块，上述波峰调节模块的输入端与上述第一调节单元的输出端连接且用于在上述第一调节单元输出波谷信号的情况下，调节上述第一PWM信号的波谷信号的电压，得到第二PWM信号的波峰信号，上述波谷调节模块的输入端与上述第一调节单元的输出端连接且用于在上述第一调节单元输出波峰信号的情况下，调节上述第一PWM信号的波峰信号的电压，得到第二PWM信号的波谷信号，与现有技术相比，本申请的方案利用第一调节单元将原始PWM信号翻转得到第一PWM信号，并将第一PWM信号输入至第二调节单元，当输入的第一PWM信号为波谷信号时，第二调节单元的波峰调节模块将该波谷信号翻转为波峰信号，并对波峰信号的电压进行调节，当输入的第一PWM信号为波峰信号时，第二调节单元的波谷调节模块将该波峰信号翻转为波谷信号，并对该波谷信号的电压进行调节，这样可以对波峰电压和波谷电压都进行调节，从而进一步解决了现有技术中不能对PWM信号的波峰电压和波谷电压都进行调节的问题。
[0069] 以上所述仅为本申请的优选实施例而已，并不用于限制本申请，对于本领域的技术人员来说，本申请可以有各种更改和变化。凡在本申请的精神和原则之内，所作的任何修改、等同替换、改进等，均应包含在本申请的保护范围之内。
