专利名称：脉冲宽度调制信号生成装置及脉冲宽度调制信号生成方法
技术领域：
本发明涉及一种脉冲宽度调制信号生成装置及其生成方法，这种脉冲宽度调制信号生成装置生成被当作使脉冲宽度变化而控制负载的动作的控制信号使用的脉宽调制信号。
背景技术：
在控制线圈、马达等的负载动作时，负载串联连接开关组件，通过以使占空比变化的脉冲宽度调制信号(以下，称为PWM信号)，接通关闭控制该开关组件，控制流向于负载的电流。
图12是表示生成如此当作控制信号使用的PWM信号，对负载输出的以往的脉冲宽度调制信号生成装置100的方块图(参照专利文献1)。
专利文献1日本特开平11-345033号公报(第2页，图8)在图12中，马达、电磁线圈等的负载101是经由输出电路102，通过从微控制器103所输出的PWM信号控制该动作。微控制器103是设置有从输入装置104输入输入信号，并以输入信号为根基将使占空比变化的图13所示的PWM信号输出至输出电路102的CPU103a，和发生要求插入至CPU103a中的定时器/计数器103b。
CPU103a是在图13所示的固定周期Tc中，将PWM信号的电平设为HIGH电平，并将从输入装置104所输入的输入信号的电平，换算成PWM信号的脉冲宽度，当软件计数器的计数值(S值)超越该换算值(T1)之时，则将PWM信号的电平设为LOW电平。
软件计数器的计数值(S值)，是被增量于以定时器/计数器103b所设置的每插入周期(TC值)上，因每次插入至CPU103a费时间，比较随经过时间所增加的计数值(S值)和换算值(T1)，故可以以插入周期(TC值)的分解能生成因应输入信号的电平的脉冲宽度的PWM信号。即，在图13的PWM信号中，脉冲宽度T1是在每固定周期Tc的单位脉冲信号因应输入信号的电平而被决定，脉冲宽度T1对固定周期Tc的比的占空比是通过微控制器103可从0％至100％之间对每单位脉冲信号变化性控制。
对于以往的脉冲宽度调制信号生成装置100，是在监视负载101的动作，通过因应该动作状态的PWM信号而反馈控制负载101之时，将输入装置104连接至负载101侧，并从流向于负载101的电流值设定输入信号的电平，生成PWM信号，但是PWM信号的占空比是被反映于流向负载101的电流值上，再者，检测出流向值负载101的电流值后，因在生成因应该电流值的占空比的单位脉冲信号之间，至少需要固定周期Tc以上的时间，对响应性有限制，故无法正确控制负载101的动作。
另外，提案有多个种类设定负载101的动作模式，因应负载101的动作状态，使用PWM信号序列控制成可执行任一种的动作模式，或是不执行反馈控制，使用PWM信号序列控制负载101的所有动作的方法，该些控制方法是在输入装置104中，为了新生成因应该序列的输入信号，需要有用以存储生成输入信号的信号调制数据的存储单元。
但是，当单位脉冲信号的固定周期Tc为数10μsec左右的短周期时，使用使每单位脉冲信号占空比不同的调制数据而生成对负载101一连控制周期的PWM信号时，则必须先将膨大调制数据存储于存储单元，必须设置大容量的存储单元。尤其，在0％至100％为止的宽范围下生成占空比变化的PWM信号之时，则需要以多个的位数表示占空比，则增加了应予以存储调制数据的数据量。
并且，也不同动作序列控制负载101时，则必须因应该控制内容，作成各个信号调制，事先存储于存储单元上，即使仅使动作模式的控制周期不同，也必须存储另外的调制数据。
由上述可知，以被存储于存储单元中的调制数据生成PWM信号，控制负载之时，无法通过存储单元的存储容量约制负载的控制内容或控制模式的种类，从由控制负载。
本发明是考虑到如此的以往的问题点而所创作出，其目的为提供一种可仅以存储些许数据量于存储单元中，使每单位脉冲信号占空比不同，并且生成全体长度不同的多个PWM信号的脉冲宽度调制信号生成装置和该生成方法。
再者，其目的为提供一种即使固定周期Tc为短时间，亦可生成于调制成每单位脉冲信号的脉冲宽度调制信号的脉冲宽度调制信号生成装置和该生成方法。
再者，其目的为提供一种可生成全体长度大不同的多个PWM信号的脉冲宽度调制信号生成装置和该生成方法。
发明内容
为了达成上述目的，本发明第1方面的脉冲宽度调制信号生成装置，是将由第1电平和连续于第1电平的第2电平所构成的单位脉冲信号的周期作为固定周期Tc，一面以规定的占空变化率使占空比予以变化，一面生成使多个单位脉冲信号连续的脉冲宽度调制信号的脉冲宽度调制信号生成装置，具备有对于特定脉冲宽度调制信号的1相位(phase)的初期占空比、占空变化率和构成1相位的单位脉冲信号数量，存储各个多个数据的存储单元；在生成脉冲宽度调制信号时，从被存储在存储单元的多个数据中，读出对于生成的1相位所选择出的选择初期占空比、选择占空变化率、选择单位脉冲信号数量的数据读取单元；反复计时固定周期Tc的周期定时器；第1号的单位脉冲信号是对选择初期占空比乘上固定周期Tc，第2号后的单位脉冲信号是对跟前的单位脉冲信号的占空比加算或减算选择占空变化率，对加算或减算所取得的占空比乘上固定周期Tc，运算各单位脉冲信号的第1电平生成期间T1的运算单元；每逢周期定时器开始计时固定周期Tc时，便开始计时第1电平生成期间T1的PWM定时器；以及将脉冲宽度调制信号的信号电平，在周期定时器开始计时固定周期Tc时当作第1电平，在PWM定时器计时第1电平生成期间T1时，将第1电平当作第2电平，直到周期定时器计时固定周期Tc为止当作第2电平，生成单位脉冲信号的信号生成单元，以信号生成单元连续生成选择单位脉冲信号数量的单位脉冲信号，并生成1相位的脉冲宽度调制信号。
第1号的单位脉冲信号的第1电平生成期间T1，是对选择初期占空比乘上固定周期Tc而取得，第2号以后的单位脉冲信号的第1电平生成期间T1，是对跟前的单位脉冲信号的占空比加算或减算选择占空变化率，再对加算或减算所取得的占空比乘上固定周期Tc而取得。信号生成单元因于周期定时器开始计时固定周期Tc时当作第1电平，在PWM定时器计时第1电平生成期间T1之时，将脉冲宽度调制信号的信号电平从第1电平设为第2电平，故在每固定周期Tc连续生成以选择初期占空比和选择占空变化率所决定的占空比的单位脉冲信号。
脉冲宽度调制信号的1相位的长度，是对构成1相位的选择单位脉冲信号数量乘上固定周期Tc而所取得。
各单位脉冲信号的占空比因以一定选择占空比变化率而增减，故通过读出选择单位脉冲信号数量和选择占空比变化率，决定脉冲宽度调制信号所包含的最大占空比和最小占空比。
本发明第2方面的脉冲宽度调制信号生成装置的特征为，数据读取单元是对多个的每相位，读出对于各相位所选择出的选择初期占空比、选择占空变化率和选择单位脉冲信号数量，并以生成信号生成单元连续生成每相位的脉冲宽度调制信号。
由1种类的选择初期占空比、选择占空变化率和选择单位脉冲信号数量无法生成的脉冲宽度调制信号，是通过使被生成在每相位上的脉冲宽度调制信号予以连续而所生成。
本发明第3方面的脉冲宽度调制信号生成装置的特征为，对于构成1相位的单位脉冲信号数量，被存储在存储单元的N种类(N为2以上的正的正数)的多个数据，是各将x设为正的整数，将a设为1以上的正数，为近似于以数1F(x)＝ax所表示的指数函数的F(x)的正的整数，将N种类的多个数据从最小值K(1)至最大值K(N)为止予以排序时，第n号(n为2以上的正的整数)的数据K(n)，和第n-1号的数据K(n-1)的差d(n)，则以第n-1号以下中的任一数据表示。
对于构成1相位的单位脉冲信号数量而被存储在存储单元中的多个数据，因各近似于指数函数的整数，故予以该值排序多个数据时，可以设为小值的数据间是隔有间隔，大值为一面保持数据间的连续性一面极大变化的值。
对于构成1相位的单位脉冲信号数量而被存储在存储单元中的多个数据，是在从最小值K(1)排列至最大值K(N)为止时，第2号以后的任意数据K(n)是以比该数据小的2个数据的和(K(n-1)+d(n))表示。因此，在以所存储的多个数据至少读出非为最小值的选择单位脉冲信号数量，而生成1相位的脉冲宽度调制信号之时，可以利用仅该选择单位脉冲信号数量为不同的其它脉冲宽度调制信号的生成工序而生成。
本发明第4方面的脉冲宽度调制信号生成装置的特征为，a是1.321279。以数2
F(x)＝ax所表示的指数函数的F(x)的底a，因为1.321279，故可以将近似于正的整数的1至114的数据，设为以构成1相位的单位脉冲信号数量存储于存储单元的16种类的设定值。
本发明第5方面的脉冲宽度调制信号的生成方法，是将由第1电平和连续于第1电平的第2电平所构成的单位脉冲信号的周期作为固定周期Tc，一面以规定的占空变化率使占空比予以变化，一面生成使多个单位脉冲信号连续的脉冲宽度调制信号的脉冲宽度调制信号的生成方法，由对于特定脉冲宽度调制信号的1相位(phase)的初期占空比、占空变化率和构成1相位的单位脉冲信号数量，存储各个多个数据的存储单元，读出对于生成的1相位所选择出的选择初期占空比、选择占空变化率、选择单位脉冲信号数量的第1步骤；对选择初期占空比乘上固定周期Tc，运算第1号单位脉冲信号的第1电平生成期间T1的第2步骤；在固定周期Tc开始后，将第1电平生成期间T1当作第1电平，将固定周期Tc的残留期间当作第2电平，生成单位脉冲信号的第3步骤；对跟前的单位脉冲信号的占空比加算或减算选择占空变化率，对加算或减算所取得的占空比乘上固定周期Tc，运算第2号以后的单位脉冲信号的第1电平生成期间T1的第4步骤所构成，实行第1步骤和第2步骤之后，以相当于选择单位脉冲信号数量的次数，连续反复交互实行第3步骤和第4步骤的信号生成步骤，生成1相位的脉冲宽度调制信号。
第1号的单位脉冲信号的第1电平生成期间T1，是对选择初期占空比乘上固定周期Tc而取得，第2号以后的单位脉冲信号的第1电平生成期间T1，是对跟前的单位脉冲信号的占空比加算或减算选择占空变化率，再对加算或减算所取得的占空比乘上固定周期Tc而取得，该些各是在第2步骤和第4步骤中被运算。
第3步骤因生成将所运算出的第1电平生成期间T1当作第1电平，将固定周期Tc的残留期间当作第2电平的第1号单位脉冲信号，故在实行第1步骤和第2步骤之后，通过以相当于选择单位脉冲信号数量的次数连续反复第3步骤和第4步骤，则生成1相位的脉冲宽度调制信号。
本发明第6方面的脉冲宽度调制信号的生成方法的特征为，对于构成1相位的单位脉冲信号数量，被存储在存储单元的N种类(N为2以上的正的正数)的多个数据，是各将x设为正的整数，将a设为1以上的正数，为近似于以
数3F(x)＝ax所表示的指数函数的F(x)的正的整数，将N种类的多个数据从最小值K(1)至最大值K(N)为止予以排序时，第n号(n为2以上的正的整数)的数据K(n)，和第n-1号的数据K(n-1)的差d(n)，则以第n-1号以下中的任一数据表示。
对于构成1相位的单位脉冲信号数量而被存储在存储单元中的多个数据，是在从最小值K(1)排列至最大值K(N)为止时，第2号以后的任意数据K(n)是以比该数据小的2个数据的和(K(n-1)+d(n))表示。因此，交互反复第3步骤和第4步骤的信号生成步骤，即使为所读出的选择单位脉冲信号数量为不同者，亦可以利用其它反复工序。
本发明第7方面的脉冲宽度调制信号的生成方法的特征为，以相当于选择单位脉冲信号数量的次数，连续反复信号生成步骤的行程，是将以K(1)次实行信号生成步骤的次例程(subroutine)当作K(1)次例程，将选择单位脉冲信号数量为K(n)的跳跃目的地的次例程当作K(n)次例程，在K(1)次例程的实行流程的上游，重迭K(n)次例程从n为2起依序直到N为止，当d(n)为K(1)之时，将K(n)次例程的跳跃目的地当作K(1)次例程，当d(n)为K(1)以外的整数时，则由d(n)成为K(n’)的n’，将K(n)次例程的跳跃目的地，当作属于将选择单位脉冲信号数量设为d(n)时的跳跃目的地的K(n’)次例程，以跳跃目的地的K(n’)次例程，将n’当作n同样地决定跳跃目的地的次例程，反复执行直到d(n)成为K(1)且跳跃目的地成为K(1)次例程为止。
属于选择单位脉冲信号数量为K(n)时的跳跃目的地的K(n)次例程，是当d(n)为K(1)之时，以K(1)次例程K(1)次实行信号生成步骤，d(n)为K(1)以外的整数时，则由d(n)成为K(n’)的n’，跳跃至属于将选择单位脉冲信号数量设为d(n)时的跳跃目的地的K(n’)次例程，以跳跃目的地的K(n’)次例程，将n’当作n同样地决定跳跃目的地，跳跃目的地成为K(1)次例程，直到K(1)次为止反复实行信号生成步骤。
因此，K(n)次例程是在跳跃目的地实行属于K(n)-K(n-1)的差的d(n)次的信号生成步骤，之后移至实行流程下游的K(n-1)次例程。
K(n-1)次例程同样地是以该跳跃目的地的次例程实行d(n-1)次的信号生成步骤后，又移至实行流程下游的次例程，同样的以属于实行流程的最下游的K(1)次例程，1次实行信号生成步骤，完成实行流程。
因此，当将最初的跳跃目的地设为K(n)次例程时，全体的实行流程，则执行数4K(1)+Σi=2nd(i)]]>的次数，即是实行K(n)次的信号生成步骤。
本发明第8方面的脉冲宽度调制信号的生成方法，是是将由第1电平和连续于第1电平的第2电平所构成的单位脉冲信号的周期作为固定周期Tc，一面以规定的占空变化率使占空比予以变化，一面生成使多个单位脉冲信号连续的脉冲宽度调制信号的脉冲宽度调制信号的生成方法，由对于特定脉冲宽度调制信号的1相位(phase)的初期占空比、占空变化率和构成由在前后连续的一对单位脉冲信号所形成的单元信号的1相位的单元数，存储各个多个数据的存储单元，读出对于生成的1相位所选择出的选择初期占空比、选择占空变化率、选择单位脉冲信号数量的第1步骤；对选择初期占空比乘上固定周期Tc，运算第1号单位脉冲信号的第1电平生成期间T1的第2步骤；在固定周期Tc开始后，将第1电平生成期间T1当作第1电平，将固定周期Tc的残留期间当作第2电平，生成单位脉冲信号的第3步骤；对跟前的单位脉冲信号的占空比加算或减算选择占空变化率，对加算或减算所取得的占空比乘上固定周期Tc，运算第2号以后的单位脉冲信号的第1电平生成期间T1的第4步骤所构成，实行第1步骤和第2步骤之后，交互两次实行第3步骤和第4步骤，以相当于选择单位脉冲信号数量的次数，连续反复生成单元信号的信号生成步骤，生成1相位的脉冲宽度调制信号。
第1号的单位脉冲信号的第1电平生成期间T1，是对选择初期占空比乘上固定周期Tc而取得，第2号以后的单位脉冲信号的第1电平生成期间T1，是对跟前的单位脉冲信号的占空比加算或减算选择占空变化率，再对加算或减算所取得的占空比乘上固定周期Tc而取得，该些各是在第2步骤和第4步骤中被运算。
第3步骤因生成将所运算出的第1电平生成期间T1当作第1电平，将固定周期Tc的残留期间当作第2电平的第1号单位脉冲信号，故在实行第1步骤和第2步骤之后，通过以相当于选择单位脉冲信号数量的次数连续反复第3步骤和第4步骤，则生成1相位的脉冲宽度调制信号。
本发明第9方面的脉冲宽度调制信号的生成方法的特征为，对于构成1相位的单位脉冲信号数量，被存储在存储单元的N种类(N为2以上的正的正数)的多个数据，是各将x设为正的整数，将a设为1以上的正数，为近似于以数5F(x)＝ax所表示的指数函数的F(x)的正的整数，将N种类的多个数据从最小值K(1)至最大值K(N)为止予以排序时，第n号(n为2以上的正的整数)的数据K(n)，和第n-1号的数据K(n-1)的差d(n)，则以第n-1号以下中的任一数据表示。
对于构成1相位的单位脉冲信号数量而被存储在存储单元中的多个数据，是在从最小值K(1)排列至最大值K(N)为止时，第2号以后的任意数据K(n)是以比该数据小的2个数据的和(K(n-1)+d(n))表示。因此，交互反复第3步骤和第4步骤的信号生成步骤，即使为所读出的选择单位脉冲信号数量为不同者，亦可以利用其它反复工序。
本发明第10方面的脉冲宽度调制信号的生成方法的特征为，以相当于选择单元数的次数，连续反复信号生成步骤的行程，是将以K(1)次实行信号生成步骤的次例程(subroutine)当作K(1)次例程，将选择单元数为K(n)的跳跃目的地的次例程当作K(n)次例程，在K(1)次例程的实行流程的上游，重迭K(n)次例程从n为2起依序直到N为止，当d(n)为K(1)之时，将K(n)次例程的跳跃目的地当作K(1)次例程，当d(n)为K(1)以外的整数时，则由d(n)成为K(n’)的n’，将K(n)次例程的跳跃目的地，当作属于将选择单位脉冲信号数量设为d(n)时的跳跃目的地的K(n’)次例程，以跳跃目的地的K(n’)次例程，将n’当作n同样地决定跳跃目的地的次例程，反复执行直到d(n)成为K(1)且跳跃目的地成为K(1)次例程为止。
属于选择单元数为K(n)时的跳跃目的地的K(n)次例程，是当d(n)为K(1)之时，以K(1)次例程K(1)次实行信号生成步骤，d(n)为K(1)以外的整数时，则由d(n)成为K(n’)的n’，跳跃至属于将选择单元数设为d(n)时的跳跃目的地的K(n’)次例程，以跳跃目的地的K(n’)次例程，将n’当作n同样地决定跳跃目的地，跳跃目的地成为K(1)次例程，直到K(1)次为止反复实行信号生成步骤。
因此，K(n)次例程是在跳跃目的地实行属于K(n)-K(n-1)的差的d(n)次的信号生成步骤，之后移至实行流程下游的K(n-1)次例程。
K(n-1)次例程同样地是以该跳跃目的地的次例程实行d(n-1)次的信号生成步骤后，又移至实行流程下游的次例程，同样的以属于实行流程的最下游的K(1)次例程，1次实行信号生成步骤，完成实行流程。
因此，当将最初的跳跃目的地设为K(n)次例程时，全体的实行流程，则执行数6K(1)+Σi=2nd(i)]]>的次数，即是实行K(n)次的信号生成步骤。
若依据第1和第5方面的发明，以构成初期占空比、占空变化率和构成1相位的单位脉冲信号数量的3种类变量，可以表示构成1相位的所有单位脉冲信号的占空比，仅对于各变量的数据存储于存储单元，即可选择并生成其它种类的脉冲宽度调制信号。
配合序列控制负载的控制内容，若先将选择初期占空比、选择占空变化率和选择单位脉冲信号数量先存储于存储单元，读出该些数据而生成1相位的脉冲控制信号时，则可以以3种类的数据实行配合各种目的的序列控制。
从构成1相位的单位脉冲信号数，读出所欲的选择单位脉冲信号数量，藉此可以任意选择脉冲宽度调制信号的1相位长度。
以组合选择初期占空比和选择单位脉冲数量脉冲信号数量和选择占空变化率，则可以任意决定脉冲宽度信号所包含的最大占空比和最小占空比。
除此的外，若依据本发明第2方面的发明，可连续生成使初期占空比、占空变化率和构成1相位的单位脉冲信号数中的至少一者予以变化的脉冲宽度调制信号。
即使在序列控制负载的控制内容为复杂变化之时，至少予控制内容的一部分一致的1相位的脉冲调制信号，因可以读出并生成被存储于存储单元中的选择，故对于序列控制的全体，通过连续生成以相同方法所生成的多个相位的脉冲宽度控制信号，则可以实行复杂的序列控制。
若依据第3和第6方面的发明，则可以将构成1相位的单位脉冲信号数，即是将1相位长度，当以限于存储在存储单元的数据数量，设定为少数量时，则为细小，设定为大数量时，则隔出使该变化可明确判别程度的间隔，有效率设定。
再者，在读出选择单位脉冲信号数量而生成1相位的脉冲宽度调制信号的工序的一部分中，因利用仅选择单位脉冲信号数量为不同的其它脉冲宽度调制信号的生成工序，故可以大幅度简化全体的生成工序。
除此的外，若依据第4方面的发明时，则可以4位的数据表示从1位数至3位数的互相具有连续性的数据，并使存储于存储单元中。
若依据本发明第7方面的发明时，生成实际仅以属于最小值的K(1)次实行反复信号步骤的K(1)次例程，选择单位脉冲信号数量为其它的K(n)时的跳跃目的地的K(n)次例程，是仅以定义该跳跃目的地，并依K(n)的顺序定义在实行流程上游，即使选择单位脉冲信号数量为N种类中的任一数据，亦可以利用相同的程序，以相当于选择单位脉冲信号数量的次数反复实行信号生成步骤。
若依据本发明第8方面的发明，以构成初期占空比、占空变化率和构成1相位的单位脉冲信号数量的3种类变量，可以表示构成1相位的所有单位脉冲信号的占空比，仅对于各变量的数据存储于存储单元，即可选择并生成其它种类的脉冲宽度调制信号。
配合序列控制负载的控制内容，若先将选择初期占空比、选择占空变化率和选择单位脉冲信号数量先存储于存储单元，读出该些数据而生成1相位的脉冲控制信号时，则可以以3种类的数据实行配合各种目的的序列控制。
因将前后一对单位脉冲调制信号设为单元信号，故可以将构成1相位的单位脉冲信号数量，当作以较少数量表示的单元数而存储在存储单元中。
除此的外，若依据本发明第9方面的发明，则可以将构成1相位的单元数，当以限于存储在存储单元的数据数量，设定为少数量时，则为细小，设定为大数量时，则隔出使该变化可明确判别程度的间隔，有效率设定。
再者，在读出选择单元数而生成1相位的脉冲宽度调制信号的工序的一部分中，因利用仅选择单元数为不同的其它脉冲宽度调制信号的生成工序，故可以大幅度简化全体的生成工序。
除此的外，若依据本发明第10方面的发明时，选择单元数即使为N种类中的任一数据，形成实际仅以属于最小值的K(1)次实行反复信号步骤的K(1)次例程，选择单元信号数量为其它的K(n)时的跳跃目的地的K(n)次例程，亦可仅以定义该跳跃目的地，并依K(n)的顺序定义在实行流程上游，作成以相当于选择单元数的次数连续实行信号生成步骤的程序。
图1是表示相当于本发明的一实施形态所涉及的脉冲宽度调制信号生成装置的控制器1，和通过控制器1控制的波形整形电路20的方块图。
图2是说明形成上升斜率的输出电压的波形整形电路20的动作原理，(a)为关闭充电用开关SW2的状态的等效电路图，(b)为开放充电用开关SW2的状态的等效电路图。
图3是说明形成下降斜率的输出电压的波形整形电路20的动作原理的等效电路图。
图4是表示所生成的脉冲宽度调制信号的信号格式的说明图。
图5是表示被存储在RAM11上的数据表的说明图。
图6是表示被存储在ROM12上的数据格式的说明图。
图7是表示信号调制数据的说明图。
图8是表示生成Phase1至Phase8的脉冲宽度调制信号的方法的流程图。
图9是表示图8的流程图中，实行组件数分处理的次例程的流程图。
图10是表示图8的流程图中，实行插入处理的次例程的流程图。
图11是表示从Phase1至Phase8之间的波形整形电路20的各部(a)至(h)的波形的波形图。
图12是表示以往的脉冲调制信号生成装置100的方块图。
图13是表示从以往脉冲宽度调制信号生成装置所输出的PWM信号的波形图。
标号说明1控制器2a、2b 输出端子3直流电源(直流低电压电源)4电感器(线圈)5电路零件(压电基板)6逆流防止组件(二极管)7电容器8放电电阻10 CPU
14PWM定时器20波形整形电路SW2 充电用开关SW4 放电用开关SW5、SW6 连接切换开关具体实施方式
以下，使用图1至图12的各图，说明本发明的一实施形态所涉及的脉冲宽度调制信号生成装置1和脉冲宽度调制信号的生成方法。图1是表示相当于脉冲宽度调制信号生成装置的控制器1，和通过控制器1所控制的波形整形电路20的方块图。
控制器1是将使占空比予以变化的脉冲关调制信号(以下称为PWM信号)，从PWM端子，输出至波形整形电路20的SW2和SW4，通过因应PWM信号的电平变化，而开关控制SW2和SW4，因应占空比而控制各成为负载的流动于线圈4及放电电阻8的电流，藉此在波形整形电路20的输出端子2a、2b间，形成该任意波形的输出电压。
首先，为了说明该PWM信号的用途，使用对应于图1的电路组件，并对该组件赋予相同图号的图2和图3，说明波形整形电路20的动作原理。图2(a)(b)是用以说明在输出端子2a、2b间形成上升斜率的输出电压的动作的电路图，图3是用以说明在输出端子2a、2b之间形成具有下降斜率的输出电压的动作的电路图。
在该些电路图中，3为供给例如5V左右的直流电流的低电压直流电源，4为成为感应器的线圈，SW2为与线圈4同时被串联连接在低电压直流电源3上的充电用开关。再者，与充电用开关SW2并联，连接被串联连接的二极管6和电容器7。二极管6是从线圈使电容器7的方向成为顺方向的逆流防止组件，电容器7是在被充电之时，通过该充电电压，使放电电流不从电容器7逆流至线圈7者。
在电容器7的两端上更串联连接有放电电阻8和放电用开关SW4，成为电容器7的两端连接在电路零件5的输出端子2a、2b。
在在输出端子2a、2b间形成有上升斜率的输出电压时，放电用开关SW4则经常被开放。在该状态下，如图2(a)所示，当关闭充电用开关SW2时，电流通过线圈4流向图中箭号所示的方向。该电流是随着关闭后充电用开关SW2的时间上升。
当在规定时间后打开充电用开关SW2，截断流向线圈4的电流时，则发生电流持续欲向线圈4流动的逆起电力。该逆起电力的电压虽然是依存在经由二极管6被连接，且通过输出电力而动作的电路零件5的无图标的内部电阻，但若设为定数，则与从关闭充电用开关SW2到开启为止的接通时间几乎成比例。另外，二极管6因从线圈4将电容器7的方向设为顺方向，故由于充电电流流至图2b所示的箭号方向，在线圈4发生逆起电力，使得电容器7和电路零件5的内部电容5a被充电。
然后，当同样反复充电用开关SW2的开关时，在每次打开充电用开关SW2，遮断流向线圈4的电流时，由于发生在线圈4的逆起电力，使电容器7和电路零件5的内部电容5a被充电，充电电压是由于该逆起电力使得该跟前充电电位以更加上升。并且，在关闭充电用该开关SW2，电流流入线圈4的期间，欲从电容器7和电路零件5的内部电容5a流出的放电电流，是被二极管6截断，故保持该充电电压。
在关闭充电用开关SW2后被开放的一周期，上升的充电电压若无视该期间流向在电路零件5的内部电阻的放电电流，和已经被充电的充电电压时，则与在开放充电用开关SW2时所发生的逆起电力几乎相等，该逆起电力是如上述般，几乎与从关闭充电用开关SW2到打开为止的接通时间成比例。
即，关闭充电用开关SW2后被开放的一周期的充电电压的上升量，是通过关闭操作充电用开关SW2的接通时间而决定，通过反复此，取得充电电压上升的任意斜率，再者，该充电电压可以设为从低电压直流电源3升压的任意电压，再者，通过使PWM信号的占空比予以变化，可取得上升在输出端子2a、2b间的任意斜率的输出电压波形。
因此，若使用固定周期Tc的PWM信号开关控制充电用开关SW2，PWM信号在第1电平的期间关闭控制，在属于固定周期Tc所剩期间的第2电平的期间开放控制时，则通过变化PWM信号的占空比，取得上升在输出端子2a、2b间的任意斜率的输出电压波形。
另外，在形成下降斜率的输出电压时，则如图3所示，经常开放充电开关SW2。在该状态下，如图3所示，当关闭放电用开关SW4时，放电电流通过放电电阻8流向图中箭号所示的方向。关闭放电用开关SW4后的t时间后的电容器7的充电电压Vt，若将关闭前的电容器的充电电压设为Vo，将电容器7的电容和电路零件5的内部电容5a的和设为C、放电电阻8的电阻值时，数7Vt=V0×ϵ-tCR]]>以经过时间t的函数来表示。
即，充电电压的下降份是通过关闭操作放电用开关SW4的接通时间而决定，通过在规定期间内反复此，而取得输出端子2a、2b间的下降的任意斜率。因此，使用固定周期Tc的PWM信号开关控制充电用开关SW4，同样地PWM信号若在第1电平的期间关闭控制，在固定周期Tc所剩余的期间的第2电平期间开放控制时，则使PWM信号的占空比变化，取得在输出端子2a、2b之间下降的任意斜率的输出电压波形。
图1的波形整形电路20是利用该动作原理，以将占空比调整成规定值的PWM信号，各调整充电用开关SW2和放电用开关SW4的开关控制时间，并从5V的直流电压在输出端子2a、2b间形成±100V的正弦电压波形的输出电压。但是，通过使以一定占空变化率变化的单位脉冲信号予以变化的PWM信号，因被使用于充电用开关SW2和放电用开关SW4的开关控制，故正弦波形的1周期无法从1种类PWM信号形成，则以8分割正弦波形的1周期，如图4所示，从Phase1生成Phase8的8相位的不同种类的PWM信号，成为使各相位的PWM信号连续的PWM信号。
生成PWM信号的控制器1是如图1所示，具备有各个互相以总线线连接的CPU10、RAM11、ROM12、周期定时器13、PWM定时器14、输出图4所示的信号格式的PWM信号的PWM信号输出电路15，及输出从端口P0至P3开关控制SW1、SW3、SW5、SW6的开关控制信号的端口信号输出电路16。
ROM12是存储依循图8至图10所示的流程图使CPU10予以动作的程序，和图6所示的数据格式，再者，RAM11是存储依循图5所示的数据表、用以反复生成8相位的PWM信号的图6所示的数据格式的17字节所构成的信号调制数据。
构成对于所生成PWM信号的脉冲周期、反复次数及各相位的PWM信号的初期占空比、占空变化率、构成1相位的组件数是从各4位、16种类的数据所表示的设定值选择特定值，而被特定于图5的数据表。
其中，如图6的数据格式所示，PWM信号的脉冲周期和反复次数，是由对于生成的PWM信号共通的1种类的选择值所决定，再者，构成初期占空比、占空变化率、构成1相位的组件数从Phase1至Phase8的每个相位，是从16种类的设定值所选择出，通过从数据表的各变量选择1种类的设定值，而特定所生成的PWM信号。
脉冲周期是图4所示的单位脉冲信号的1周期，选择48μsec至480μsec中的任一周期，决定1相位的固定周期Tc，例如在选择48μsec的数据时，则生成20.80kHz的PWM信号。反复次数是如图4所示，为是否选择反复输出从Phase1至Phase8连续的PWM信号，在不限定反复次数时，则选择oh的数据「连续」。
构成PWM信号的单位脉冲信号是如图4所示，由「H」电平的第1电平，和连续于「H」电平的「L」电平的第2电平所构成，依据将初期占空比和占空变化率从数据表选择特定的设定值，以相对于固定周期Tc的「H」电平的时间宽*100％所定义的占空比，是从1相位的第1号单位脉冲信号至最后的单位脉冲信号为止全部被决定。
对于初期占空比，数据表上所设定的设定值的最大值虽然为60％，但是即使以100％为上限设定成其它值亦可。再者，占空变化率也必以1相位内的PWM信号连续使占空比减少，故虽然也设定负的值，但是选择设定值，使1相位内的最后单位脉冲信号的占空比不从0％偏离至100％的范围外，这里如后述般，设为0％至90％之间。
1相位的PWM信号的长度是由构成1相位的组件数所决定。这里，如图4所示，因将前后连续的1对单位脉冲信号设为1组件，故1相位的长度则以从固定周期Tc*数据表的组件数所选择出的选择组件数*2μsec表示。例如，当Phase2是从组件数选择出1h的数据，Phase6是选择出5h的数据时，则如图4所示，Phase2则由2组件数所构成，Phase6则由7组件数所构成。以1相位连续的单位脉冲信号的占空比因以一定的占空变化率变化，故通过调整构成1相位的组件数，可以将1相位的最后的单位脉冲信号的占空比设为各种不同值。
在本实施形态中，对于构成1相位的组件数可以选择的设定值，为从数据格式被约制成4位、16种类，以16种类的设定值，设定各设定值使可以明确判别出在设定值为小数值时，可缩窄设定值间的间隔调整微细的长度，在设定值为大数值时，设定值可间隔着间隔，产生改变设定值的变化。
即，将x设为正的整数，为近似于以F(x)＝1.321279x所表示的指数函数的F(x)的正的整数，当将16种类的多个数据从最小值K(1)到最大值K(16)为止予以排序时，第n号(n为2以上的正的整数)的数据K(n)和第n-1号的数据K(n-1)的差d(n)，设定各设定值使可以第n-1号以下中的数据来表示。
表1F(x)＝1.321279x
如表1所示，以F(x)＝1.321279x所示的指数函数的F(x)是当x＝2，x＝3之时，成为相同的近似值2。这里，为了除去x＝3时的近似值，成为16种类，将从x＝1至x＝17为止的各近似值设为设定值。将该设定值从最小值以该大小的顺序予以排序，若从最小值将第n号(n为从1至16为止的正的整数)的设定值设为K(n)时，最小值K(1)则为1，最大值K(16)则成为114，将舍为2以上的正的整数时的数据K(n)，和第n-1号的数据K(n-1)的差d(n)所有则以第n-1号以下中的数据表示。
这样一来，与一个小的设定值的差d(n)因以比该设定值小的其它设定值表示，故如后述般，读出选择组件数而生成1相位的脉冲宽度调制信号的工序一部分，可以利用仅有选择组件数不同的其它的脉冲宽度调制信号的生成工序，来大幅度简化全体的生成工序。
对于以上的数据表的各变量而所设定的设定值，是可先存储在被连接在控制器1的外部上的EEPROM(可电气性消去再写入的读出专用内存)17，配合生成的PWM信号读出每各变量的各种设定值，可作成作成数据表。
如图1所示，波形整形电路20是具备有通过从控制器1的端口P0、P1、P2、P3所输出的开关控制信号开关控制的4种类开关(SW1、SW3、SW5、SW6)，和通过从PWM端子所输出的PWM信号开关控制的2种类开关(SW2、SW4)。
其中，开关SW2和开关SW4是在PWM信号为第1电平，这里为「H」电平之间，被关闭控制，在第2电平这里为「L」电平之间被开放控制。
再者，该开关SW1和开关SW3式各在从端口P2和端口P3输出「H」电平的控制信号之间，被关闭控制，在输出「L」电平的控制信号之间，被开放控制。
开关SW5的共有端子是成为连接在电路零件5的另一方的输出端子2a，再者，开关SW6的共有端子是成为连接在电路零件5的另一方的输出端子2b。切换输出端子2a的连接的开关SW5的切换端子2aA、2aB各电性连接在属于电容器7的两端的高压侧电极7a和接地侧电极7b，再者相同样地切换输出端子2b的连接的开关SW6的切换端子2bA、2bB也各电性连接在属于电容器7的两端的高压侧电极7a和接地侧电极7b。
开关SW5和开关SW6是各通过从端口P0和端口P1所输出的控制信号被切换控制，在输出「H」电平的控制信号期间，则切换成将各共有端子2a、2b连接在高压侧电极7a的切换端子2aA、2aB侧上，当输出「L」电平的控制信号期间，则切换至连接在接地侧电极7b的切换端子2aB、2bB侧。
如图6所示的数据格式所示，依照在每各相位从数据表所选择出的选择值，决定端口P0、P1、P2、P3所输出的开关控制信号的电平，上述SW1、SW3、SW5、SW6的切换是被设定在每相位。
被连接在输出端子间2a、2b的电路零件5，是当作触控面板输入装置检测出按压位置时震动的震动源使用的压电基板，压电基板5的一对电极上连接有输出端子2a、2b。压电基板5为当在输出端子2a、2b间发生±100V左右的正弦波形的驱动电压时，通过本身震动使触控面板震动，传达检测出使用者碰触于触控面板的手指按压位置。
接着，说明通过如上述所构成的控制器1，生成Phase1至Phase8的8种类的PWM信号，使用该PWM信号通过波形整形电路20在输出端子2a、2b之间，形成图11(h)所示的正弦波形输出电压的方法。
控制器1的RAM11该目的是为使可生成PWM信号和开关控制信号，依循图6的数据格式，而存储有从图5的数据表所读出的「19、59、65、59、F2、87、55、A0、72、99、F2、87、66、A0、72、AA」h5的17字节所构成的信号调制数据。
例如，第1字节的上位4位为1h，表示将PWM信号从Phase1至Phase8为止设为48μsec的相同固定周期Tc。再者，第1字节的下位4位为9h，表示9次反复Phase1至Phase8为止的PWM信号。
所生成的Phase1的PWM信号是由在第2字节的下位4位的9h；6字节的下位4位的2h第7字节的下位4位的7h，从各数据表所选择出的选择组件数、选择初期占空比、选择占空变化率所特定。即，构成Phase1的组件数为以数据表的16种类的设定值在9h所读出的选择组件数的21，初期占空比为从数据表在2h所读出的选择初期占空比的8％，占空变化率则为从数据表在7h所读出的选择变化率的3.5％。
同样地，对于Phase以下、Phase为止的PWM信号，从图5的数据表所读出的各选择组件数、选择初期占空比、选择占空变化率是依据被存储于图6的数据格式的对应地址上的信号调制数据而表示(参照图7)，依照该些选择值，生成Phase2以下的PWM信号。
再者，信号调制数据是包含有在每相位决定从端口P0至P3被输出的宽关控制信号的电平的端口极性数据，依照图6的数据格式而当作该第8、11、14及17字节的各4位数据。由4位所构成的数据是当数据「1」设为「H」电平，将数据「0」设为「L」电平，原样地从上位的位成为表示P3、P2、P1、P0的开关控制信号的电平。例如，Phase4的端口极性数据是由信号调制数据的第11字节的上位4位所表示的「1001」的9h，在Phase4从P3、P2、P1、P0输出的开关控制信号的电平，是各成为「H」、「L」、「L」、「H」(参照图7)。
图8至图10是表示以控制器反复生成PWM信号的工序的流程图，以下，依照图8至图10说明依循上述各选择值连续生成Phase1至Phase8的PWM信号的方法。
首先，CPU10是将周期定时器13的周期设定于48μsec的固定周期，激活后(步骤S1)，将由软件计数器所构成的反复计数器设定成PWM信号的反复次数9(步骤S2)，将指定后述次例程的跳跃目的地的M设为Phase1的选择组件数21(步骤S3)。
接着，周期定时器13直到计数固定周期48μsec为止待机(步骤S4)，当计数固定周期48μsec时，将PWM信号的输出电平设为「H」的命令输出至PWM信号输出电路15，并且将信号调制数据所包含的Phase1的端口极性数据「0101」输出至端口信号输出电路16，故端口P0、P1、P2、P3的输出电平则被设成「H」、「L」、「H」、「L」(步骤S5)。再者，复位周期定时器13，再次开始计数固定周期48μsec。
与该步骤S5几乎同时，对于Phase1的第1号单位脉冲信号，为了决定「H」电平(第1电平)的时间宽，将对固定周期48μsec乘上选择初期占空比8％的运算值，设置成PWM定时器14的周期(步骤S6)，使PWM定时器14予以开始，设定PWM定时器14的插入(S7)。
PWM定时器14的插入设定，是PWM定时器14计数运算值之时，设定成可将要求插入信号输出至CPU10，CPU10是当在从后述插入许可至插入禁止的期间，接受插入要求时，则中断该处理，实行图10所示的插入处理。即，该插入处理是将PWM信号的输出电平设为「L」的命令输出至PWM信号输出电路(步骤S11)。之后复原至中断的处理。因此，使周期定时器13予以激活，从「H」电平被开始的单位脉冲信号，是经过以运算值所决定的「H」电平的时间后，移行至「L」电平，生成对于该单位脉冲信号所设定的占空比(步骤S7之后的插入为选择初期占空比)的脉冲宽度。
从使PWM定时器14激活时，可以实行上述插入处理，在步骤S8允许插入，之后，移行至图9所示的组件数分处理的次例程(步骤S9)。
组件数分处理的次例程是从因应该相位的选择组件数M的飞跃目的地的次例程开始实行，使可以该选择组件数分反复实行生成1组件的PWM信号的次例程，设定构成组件数分处理的次例程的各次例程的飞跃目的地。
这里，成为选择组件数M的值，是以作为图5所示的数据表的「Phase内的组件数」而所设定的16种类的设定值的16种类的设定值，即是被表示于表1的K(n)的值，组件数分处理的次例程是如图9所示，将生成1组件的PWM信号的次例程当作K(1)次例程，将选择组件数为K(n)的飞跃目的地的次例程当作K(n)次例程，在K(1)次例程的实行流程上游，重迭K(n)次例程从n为2起依序直到16为止而所构成。
从K(2)次例程到K(16)次例程为止的K(n)次例程的飞跃目的地是被定义成K(n)-K(n-1)的差的d(n)为K(1)，即是为1时，则为K(1)次例程。如表1所示，d(n)成为1的K(n)是n因为2、3、4、5的情形，故从K(2)次例程至K(5)次例程为止的飞跃目的地则成为K(1)次例程。
再者，为K(n)-K(n-1)的差的d(n)为1以外的整数时的K(n)次例程的飞跃目的地，是成是将选择组件数M设为d(n)之时的飞跃目的地。即，求出d(n)成为K(n’)的整数n’，选择组件数M为K(n’)之时的跳跃目的地的K(n’)次例程，则成为K(n)次例程的飞跃目的地。例如，选择组件数M为K(12)的37时的K(12)次例程，d(12)因从表1至9，故K(n’)成为9的n’则为7，K(12)次例程的跳跃目的地则被定义成属于选择组件数为K(7)时的跳跃目的地的K(7)次例程。
这样一来，对于从n为2起直到16为止，依序被重迭在K(1)次例程的实行流程上游的所有K(n)次例程，当定义该飞跃目的地时，K(n)次例程是K(n)-K(n-1)的差的d(n)次的K(1)次例程，经过属于该飞跃目的地下游的次例程而被实行，之后移行至实行流程的1个下游的K(n-1)次例程。
K(n-1)次例程同样地是经由该飞跃目的地的次例程，实行d(n-1)次的K(1)次例程后，并且移至实行流程下游的次例程，同样地移至最下游的K(1)次例程为止，1次实行K(1)次例程，完成组件数分处理的实行流程(次例程)。
即，通过将属于选择组件数M为K(n)之时的跳跃目的地设为K(n)次例程，组件数分处理的次例程则为数8K(1)+Σi=2dd(i)]]>
的次数，即，以K(n)次反复实行生成1组件的PWM信号的K(1)次例程。
因此，即使选择组件数M为N种类中的任一数据，亦可以形成仅以最小值的K(1)次实际反复信号步骤而实行的K(1)次例程，选择组件信号数为其它K(n)时的飞跃目的地的K(n)次例程，是定义该飞跃目的地，仅依K(n)的顺序定义在实行流程上游，可作成以相当选择组件数的次数连续信号生成步骤的程序。
因此，组件数分处理的次例程，是各相位的选择组件数即使为数据表中所设定的任一设定值，亦可实质地作成生成1组件的PWM信号的次例程K(1)的程序，并且被重迭在该上游的各次例程K(n)仅以规定该飞跃目的地，可以选择组件数分反复实行公通的次例程K(1)，对于反复作成各设定值的选择组件数分共通的次例程K(1)的程序时，则成为1/100的程序量，对于以数据表所设定的所有设定值，作成以选择组件数分反复跳跃至共通次例程K(1)而所实行的程序之时，则成为1/5的程序量。
返回说明PWM信号的生成方法，在步骤S9移行至组件数分处理的次例程的飞跃目的地，因在步骤S3将相位1的选择组件数M设为21，故成为K(10)次例程。K(10)次例程的跳跃目的地为K(5)次例程，K(5)次例程的更远跳跃目的地为K(1)次例程，由前后连续的1对单位脉冲信号所构成的组件信号则以该K(1)次例程所生成。
接着步骤S9的工序虽然在K(1)次例程中，生成相位1的第1号单位脉冲信号和连续于该单位脉冲信号的第2号单位脉冲信号，但是首先为了决定第2号的单位脉冲信号的占空比，直到周期一时装置13计数固定周期Tc为止(步骤S11)，运算被设定成PWM定时器14的周期的值(步骤S10)。该运算值是选择初期占空比8％加上选择占空变化率3.5％的11.5％的占空比，再乘上固定周期48μsec的值。
周期定时器13待机直到计数固定周期Tc为止(步骤S11)，当计数固定周期Tc时，禁止来从pwm定时器14的插入(步骤S12)，将PWM信号的输出电平设为「H」的命令输出至PWM信号输出电路15(步骤S13)，复位周期定时器13，再次开始计数固定周期48μsec。此时，生成选择初期占空比8％的第1号单位脉冲信号，连续开始生成第2号单位脉冲信号。
几乎同时对于Phase1的第2号单位脉冲信号，为了决定「H」电平(第1电平)的时间宽，将在步骤S10运算的值，设置成PWM定时器14的周期(步骤S14)，使PWM定时器激活，设定PWM定时器14的插入(步骤S15)之后，解除禁止步骤S12的插入，允许插入(步骤S16)。
从以上步骤S10至步骤S16为止的工序，实行将固定周期48μsec当作单位的周期处理，这里期间虽然生成单位脉冲，但是K(1)次例程是又连续由与从步骤S10至步骤S16为止的工序相同的工序所构成的周期处理(步骤S17)，生成由1对单位脉冲信号所构成的组件信号。即，该步骤S17的周期处理是生成第偶数号单位脉冲信号，并且开始连续生成下一个第奇数号的单位脉冲信号，开始决定该站占空比的PWM定时器14。
这样一来，实行K(1)次例程，当生成第1号的组件信号时，则返回K(5)的次例程，移至该下流的K(4)次例程。因K(4)次例程的跳跃目的地也为K(1)次例程，故实行K(1)次例程生成连续于第1号的第2号的组件信号。之后同样经由K(3)次例程、K(1)次例程、K(2)次例程、K(1)次例程、K(1)次例程，生成第5号组件信号后，返回K(10)次例程，移至该下游的K(9)次例程。
即，从属于最初飞跃目的地的K(10)次例程，移至到该下游的K(9)次例程为止期间，以K(10)和K(9)的差的相当于d(10)的5次，实行K(1)次例程，同样地以下游的K(9)次例程实行飞跃目的地的次例程后，移至该下流的K(8)次例程为止，是实行相当于d(9)的4次的K(1)次例程。
通过移至到最下游的K(1)次例程为止实行此，实行属于相位1的选择组件数M的21次K(1)次例程，生成由第21号的组件信号所构成的相位1的PWM信号后，返回图8所示的流程的Phase2处理(步骤S18)。
对于Phase的从步骤S3至步骤S9的处理工序，是在生成Phase2以下的各PWM信号的Phase2至Phase8处理工序(步骤S18至步骤S24)为共通者，通过依序连续实行Phase2至Phase8处理工序，对于各Phase，连续生成第7图所示的选择组件数、选择初期占空比、选择占空变化率的PWM信号。再者，每切换各Phase，因信号调制数据所包含的端口极性数据被输出至端口信号输出电路16，故各端口P0、P1、P2、P3的输出电平是每切换Phase时被置位。
当实行步骤S24的Phase8处理工序时，从Phase1至Phase8为止连续的PWM信号从PWM端子被输出，减量在步骤S2设置的反复计属装置的反复次数9成为8，到反复次数成为0为止反复来从步骤S3的处理，实行Phase1至Phase8的处理工序(步骤S25)。即，依照信号调制数据的1字节的下位4位所表示的数据9h，9次反复生成Phase1至Phase8的PWM信号者，当9次反复生成时，判并上述数据是否为表示「连续」的0h(步骤S26)，阴不连续故完成处理。
再者，将信号调制数据的1字节的下位4位所表示的数据当作0h，在连续生成Phase1至Phase8的PWM信号直到触发信号成为「H」电平为止时，则在步骤S2中，将反复计数器的反数次数当作1。
因此，实行Phase1至PpHASE8的处理工序后，因在步骤S25中反复次数成为0，故移行至判定连续的步骤S26，并从步骤S26移行至判定触发信号的电平的步骤S26。这里，通过操作者的操作使例如连续发生的PWM信号停止，操作者的操作使触发信号的电平成为「H」电平。
操作者不操作时，触发信号的电平为「L」电平，反复次数则在步骤S28从0返回1，再次反复来从步骤2的工序。
这里期间，当操作者操作时，则在步骤S27中，判定触发信号的「H」电平，完成连续的处理。
接着，说明从控制器1的PWM端子和各端口P0、P1、P2、P3，以被每各Phase所输出的PWM信号和开关控制信号，在输出端子2a、2b间形成正弦电压波形的波形整形电路20的动作。
Phase1和Phase2为形成从图11(h)所示的正弦电压波形的零交差位置起仅些许超过极大值的位置为止的电压波形，如图7及图11(a)至(d)所示，将从端口P0、P2所输出的开关控制信号设为「H」电平，将端口P1、P3所输出的开关控制信号设为「L」电平，并关闭控制开关SW1，开放控制该湾SW3，将开关SW5共有端子2a切换控制成切换端子2aA，并将开关SW6的共有端子2b切换控制至切换端子2bB侧(参照图3)。
因此，开关SW2是通过从PWM端子被输出的PWM信号被开关控制，同时放电电阻8是从与电容器7的连接被切离，在每次开关开关SW2时，则反复对电容器7充电。
在Phase1被输出的PWM信号，是成为21组件信号的长度，即是因1组件长度为96μsec，故为大约2msec的长度，电容器7的充电电压为了从正弦波形的零交差位置描画增加极大值，设定各周期的PWM信号的脉冲宽度和脉冲休止宽。
另外，电容器7的充电电压，因连接在该两端连接在压电基板5的输出端子2a、2b上，故包含反复充电期间，经常使压电基板5的内部电阻，流出放电电流，使其下降(以下将该下降减少称为从然放电)。再者，即使在线圈4发生相同逆起电力，充电电压的上升也仍依存于充电电压，充电电压为低的期间虽然简单上升，但是充电电压越高越难以上升。
因此，将充电电压的电压波形设为上升斜率的正弦波形时，充电电压为低期间，以占空比想的PWM信号缩短开关SW2的接通时间，随着充电电压上升，占空比渐渐变大，将开关SW2的接通时间调整成较长。必须提升所发生的逆起电力，将从Phase1所输出的PWM信号的选择占空变化率设为3.5％，如图11(e11)放大所示，以一定比率增加单位脉冲信号间的占空比。
这里，Phase1的PWM信号的占空比虽然在计算该图中为超过100％者，但是在PWM信号输出电路15中，将所有的PWM信号的占空比的下限和上限设为从0％至90％之间。因此，Phase1的PWM信号从占空比到达90％的单位脉冲信号至Phase1的最后单位脉冲信号为止成为90％的占空比。
通过以Phase1的PWM信号反复充电，在完成Phase1的时刻，则如图11(g)所示，在电容器7的高压侧电极7a和接地侧电极7b间被充电+100V的充电电压。
Phase2为了使电容器7的充电电压波形可从正弦波形的极大值描画至该斜率与从然放电的斜率一致的位置为止，这里输出将选择组件数设为7的7组件信号份的长度的PWM信号。即，该期间虽然由于从然放电而下降充电电压，但是通过从然放电而下降的充电电压的波形，因比作为正弦波形而从极大值连续的充电电压的波形低，故通过PWM信号开关控制开关SW2，反复充电电容器7，取得正弦波一致的充电电压。
Phase3和Phase4是将充电电压的电压波形，形成从与图11(h)所示的正弦电压波形的从然放电的斜率一致的位置，至下一个零交差位置为止的电压波形，从Phase1和Phase2的输出状态，将端口P3的开关控制信号设为「H」电平，将端口P2的开关控制信号设为「L」电平，开放控制开关SW1，关闭控制开关SW3。
因此，开关SW2是从PWM端子被切离，同时开关SW4是通过PWM信号被开关控制，在通过「H」电平的PWM信号开关SW4被关闭控制的期间，电容器7的充电电压则由于流入放电电阻8的放电电流而下降。
Phase3至Phase4是因被连接在输出端子2a、2b间的电压基板5具有10M至20MΩ的内部电阻和大内部电容，故电容器7的充电电压不迅速地下降，这里，以使占空比变化的PWM信号开关控制开关SW4而调整放电电流流入放电电阻8的时间，使充电电压(输出电压)的波形与正弦波形的下降方向的斜率一致。
Phase3是从与正弦波形从然放电的斜率一致的位置(Phase2的完成位置)起，描画出电容器7的充电电压波形连续而近似于正弦波形的波形，这里7原件信号的PWM信号是被输出至开关SW4。将放电电阻并联连接在电容器7，在使电容器7的充电电压下降时，则与充电的情形相反，充电电压为高的期间，虽然简单下降，但是充电电压越低，则越难以下降。因此，Phase3的PWM信号是将第1号的周期的占空比设为0％，至PpHASE3内的最后周期为止，以选择占空变化率1.0％的比率增加占空比(参照图11(f1))。
以Phase3的PWM信号反复放电控制，当充电电压至某程度下降时，则如上述般充电电压不易下降。这里，Phase4的PWM信号是使选择初期占空比比Phase3的PWM信号的占空比大幅度提升40％，并且至由9组件信号所构成的最后组件信号为止，以3.5％的选择占空变化率使占空比增加(参照图11(f1))。
当完成Phase4的PWM信号的放电控制时，电容器7的充电电压是乎下降至0V为止，因此，在电容器7的两端，如图11(g)所示，取得近似正弦波形的半波的电压波形。开关SW5的共有端子(输出端子)2a是连接在切换端子2aA，开关SW6的共有端子(输出端子)2b是连接在切换端子2bB侧上，切换端子2bB因被接地，故在输出端子2a和输出端子2b间出现将输出端子2a设成+侧的正弦波形的半波，当作电压波形的输出电压。
从Phase5至Phase8是在电容器7的两端7a、7b上，形成与在Phase1至Phase4中所形成的充电电压相同的充电电压，并且，通过以开关SW5、SW6切换电容器7的两端7a、7b，和一对输出端子2a、2b间相互连接，在一对输出端子2a、2b之间，形成与电容器7的充电电压相等逆极性的输出电压，取得电容器7的充电电压的2倍输出电压。
因此，从Phase5至Phase8是如图11(c)、(d)所示，由从Phase1至Phase4的控制信号的输出状态，将端口P0的开关控制信号当作「L」电平，将端口P1的开关控制信号当作「H」电平，并将开关SW5的共有端子2a切换至切换端子2aB，将开关SW6的共有端子2b切换至切换端子2bA侧。
其它的开关SW的控制信号及从PWM端子所输出的PWM信号，是Phase5对应于Phase1，Phase6对应于Phase2，Phase7对应于Phase3，Phase8对应于Phase4而为相同，因此，从Phase5至Phase8之间，则如图11(g)所示，在电容器7的两端7a、7b上，出现与从Phase1至Phase4相同的正弦波形的半波电压波形。
其结果，则如图11(h)所示，在输出端子2a、2b上出现将输出端子2a侧设为一侧的正弦波形的半波当作电压波形的输出电压，通过使形成在Phase1至Phase4间所形成的输出电压连续，形成±100V的正弦波形，并且通过从Phase1反复Phase8，取得任意时间发振的正弦波形。
使驱动电极连接在输出端子2a、2b的压电基板12，是将该±100V的正弦波形的输出电压当作动电源予以振动，并使固定的触控面板予以振动。
这样一来，通过从数据表的各设定值任意选择的值而形成调制信号数据，任意生成形成1波形的Phase数、以各Phase所输出的Ppwm信号、各开关SW的开关控制信号，依此可以使用相同的控制器1和波形整形电路20而形成各种输出电压波形。
并且，上述实施形态虽然是在信号生成步骤中生成由前后一对的单位脉冲信号所构成的组件信号，但是即使为生成单位脉冲信号亦可。
再者，在K(1)次例程所实行的信号生成步骤虽然为1次，但是若为被存储在存储单元的N种类的数据的最小值K(1)时，则不限于1(1次)，即使实行2以上的次数亦可。
再者，虽然调制信号数据包含脉冲周期Tc或端口极性数据，可在每相位设定PWM信号的频率，或可切换被PWM信号控制的负载(4、8)，但是若至少包含有从数据表读出的选择初期占空比、选择占空变化率及选择单位脉冲信号数(选择组件数)即可。
工业上的实用性本发明是适用于输出使占空比变化的脉冲调制信号，并控制负载动作的脉冲宽度调制信号生成装置。
权利要求
1.一种脉冲宽度调制信号生成装置，是将由第1电平和连续于第1电平的第2电平所构成的单位脉冲信号的周期作为固定周期Tc，一面以规定的占空变化率使占空比予以变化，一面生成使多个单位脉冲信号连续的脉冲宽度调制信号的脉冲宽度调制信号生成装置，其特征在于，包括对于特定脉冲宽度调制信号的1相位(phase)的初期占空比、占空变化率和构成1相位的单位脉冲信号数量，存储各个多个数据的存储单元；在生成脉冲宽度调制信号时，从被存储在存储单元的多个数据中，读出对于生成的1相位所选择出的选择初期占空比、选择占空变化率、选择单位脉冲信号数量的数据读取单元；反复计时固定周期Tc的周期定时器；第1号的单位脉冲信号是对选择初期占空比乘上固定周期Tc，第2号后的单位脉冲信号是对跟前的单位脉冲信号的占空比加算或减算选择占空变化率，对加算或减算所取得的占空比乘上固定周期Tc，运算各单位脉冲信号的第1电平生成期间T1的运算单元；每逢周期定时器开始计时固定周期Tc时，便开始计时第1电平生成期间T1的PWM定时器；以及将脉冲宽度调制信号的信号电平，在周期定时器开始计时固定周期Tc时当作第1电平，在PWM定时器计时第1电平生成期间T1时，将第1电平当作第2电平，直到周期定时器计时固定周期Tc为止当作第2电平，生成单位脉冲信号的信号生成单元，以信号生成单元连续生成选择单位脉冲信号数量的单位脉冲信号，并生成1相位的脉冲宽度调制信号。
2.如权利要求1所述的脉冲宽度调制信号生成装置，其特征在于，数据读取单元是对多个的每相位，读出对于各相位所选择出的选择初期占空比、选择占空变化率和选择单位脉冲信号数量，并以生成信号生成单元连续生成每相位的脉冲宽度调制信号。
3.如权利要求1或2所述的脉冲宽度调制信号生成装置，其特征在于，对于构成1相位的单位脉冲信号数量，被存储在存储单元的N种类(N为2以上的正的正数)的多个数据，是各将x设为正的整数，将a设为1以上的正数，为近似于以数1F(x)＝ax所表示的指数函数的F(x)的正的整数，将N种类的多个数据从最小值K(1)至最大值K(N)为止予以排序时，第n号(n为2以上的正的整数)的数据K(n)，和第n-1号的数据K(n-1)的差d(n)，则以第n-1号以下中的任一数据表示。
4.如权利要求3所述的脉冲宽度调制信号生成装置，其特征在于，a为1.321279。
5.一种脉冲宽度调制信号的生成方法，是将由第1电平和连续于第1电平的第2电平所构成的单位脉冲信号的周期作为固定周期Tc，一面以规定的占空变化率使占空比予以变化，一面生成使多个单位脉冲信号连续的脉冲宽度调制信号的脉冲宽度调制信号的生成方法，其特征在于，由对于特定脉冲宽度调制信号的1相位(phase)的初期占空比、占空变化率和构成1相位的单位脉冲信号数量，存储各个多个数据的存储单元，读出对于生成的1相位所选择出的选择初期占空比、选择占空变化率、选择单位脉冲信号数量的第1步骤；对选择初期占空比乘上固定周期Tc，运算第1号单位脉冲信号的第1电平生成期间T1的第2步骤；在固定周期Tc开始后，将第1电平生成期间T1当作第1电平，将固定周期Tc的残留期间当作第2电平，生成单位脉冲信号的第3步骤；以及对跟前的单位脉冲信号的占空比加算或减算选择占空变化率，对加算或减算所取得的占空比乘上固定周期Tc，运算第2号以后的单位脉冲信号的第1电平生成期间T1的第4步骤所构成，实行第1步骤和第2步骤之后，以相当于选择单位脉冲信号数量的次数，连续反复交互实行第3步骤和第4步骤的信号生成步骤，生成1相位的脉冲宽度调制信号。
6.如权利要求5所述的脉冲宽度调制信号的生成方法，其特征在于，对于构成1相位的单位脉冲信号数量，被存储在存储单元的N种类(N为2以上的正的正数)的多个数据，是各将x设为正的整数，将a设为1以上的正数，为近似于以数2F(x)＝ax所表示的指数函数的F(x)的正的整数，将N种类的多个数据从最小值K(1)至最大值K(N)为止予以排序时，第n号(n为2以上的正的整数)的数据K(n)，和第n-1号的数据K(n-1)的差d(n)，则以第n-1号以下中的任一数据表示。
7.如权利要求6所述的脉冲宽度调制信号的生成方法，其特征在于，以相当于选择单位脉冲信号数量的次数，连续反复信号生成步骤的行程，是将以K(1)次实行信号生成步骤的次例程(subroutine)当作K(1)次例程，将选择单位脉冲信号数量为K(n)的跳跃目的地的次例程当作K(n)次例程，在K(1)次例程的实行流程的上游，重迭K(n)次例程从n为2起依序直到N为止，当d(n)为K(1)之时，将K(n)次例程的跳跃目的地当作K(1)次例程，当d(n)为K(1)以外的整数时，则由d(n)成为K(n’)的n’，将K(n)次例程的跳跃目的地，当作属于将选择单位脉冲信号数量设为d(n)时的跳跃目的地的K(n’)次例程，在跳跃目的地的K(n’)次例程，将n’当作n同样地决定跳跃目的地的次例程，并反复执行直到d(n)成为K(1)且跳跃目的地成为K(1)次例程为止。
8.一种脉冲宽度调制信号的生成方法，是将由第1电平和连续于第1电平的第2电平所构成的单位脉冲信号的周期作为固定周期Tc，一面以规定的占空变化率使占空比予以变化，一面生成使多个单位脉冲信号连续的脉冲宽度调制信号的脉冲宽度调制信号的生成方法，其特征在于，由对于特定脉冲宽度调制信号的1相位(phase)的初期占空比、占空变化率和构成由在前后连续的一对单位脉冲信号所形成的单元信号的1相位的单元数，存储各个多个数据的存储单元，读出对于生成的1相位所选择出的选择初期占空比、选择占空变化率、选择单位脉冲信号数量的第1步骤；对选择初期占空比乘上固定周期Tc，运算第1号单位脉冲信号的第1电平生成期间T1的第2步骤；固定周期Tc开始后，将第1电平生成期间T1当作第1电平，将固定周期Tc的残留期间当作第2电平，生成单位脉冲信号的第3步骤；以及对跟前的单位脉冲信号的占空比加算或减算选择占空变化率，对加算或减算所取得的占空比乘上固定周期Tc，运算第2号以后的单位脉冲信号的第1电平生成期间T1的第4步骤所构成，实行第1步骤和第2步骤之后，交互两次实行第3步骤和第4步骤，以相当于选择单位脉冲信号数量的次数，连续反复生成单元信号的信号生成步骤，生成1相位的脉冲宽度调制信号。
9.如权利要求8所述的脉冲宽度调制信号的生成方法，其特征在于，对于构成1相位的单位脉冲信号数量，被存储在存储单元的N种类(N为2以上的正的正数)的多个数据，是各将x设为正的整数，将a设为1以上的正数，为近似于以数3F(x)＝ax所表示的指数函数的F(x)的正的整数，将N种类的多个数据从最小值K(1)至最大值K(N)为止予以排序时，第n号(n为2以上的正的整数)的数据K(n)，和第n-1号的数据K(n-1)的差d(n)，则以第n-1号以下中的任一数据表示。
10.如权利要求9所述的脉冲宽度调制信号的生成方法，其特征在于，以相当于选择单元数的次数，连续反复信号生成步骤的行程，是将以K(1)次实行信号生成步骤的次例程(subroutine)当作K(1)次例程，将选择单元数为K(n)的跳跃目的地的次例程当作K(n)次例程，在K(1)次例程的实行流程的上游，重迭K(n)次例程从n为2起依序直到N为止，当d(n)为K(1)之时，将K(n)次例程的跳跃目的地当作K(1)次例程，当d(n)为K(1)以外的整数时，则由d(n)成为K(n’)的n’，将K(n)次例程的跳跃目的地，当作属于将选择单位脉冲信号数量设为d(n)时的跳跃目的地的K(n’)次例程，在跳跃目的地的K(n’)次例程，将n’当作n同样地决定跳跃目的地的次例程，并反复执行直到d(n)成为K(1)且跳跃目的地成为K(1)次例程为止。
全文摘要
本发明揭示一种仅在存储单元(11、12)存储少许数据量，则可生成使每单位脉冲信号占空比不同，并且全体长度不同的多个脉冲宽度调制信号的脉冲宽度调制信号生成装置及其生成方法。从对于初期占空比、占空变化率和构成1相位的单位脉冲信号数的3种类的各变量而存储在存储单元(11、12)的多个设定值，读出选择初期占空比、选择占空变化率和选择单位脉冲信号数，从该些选择值表示构成1相位的所有单位脉冲信号的占空比，并使决定占空比的各单位脉冲信号连续而生成脉冲宽度调制信号。
文档编号G06F3/033GK1790906SQ200510082258
公开日2006年6月21日 申请日期2005年6月30日 优先权日2004年12月15日
发明者吉川治 申请人:Smk株式会社