專利名稱：單極性正弦調(diào)制波發(fā)生電路的制作方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本發(fā)明涉及一種單極性正弦調(diào)制波發(fā)生電路，屬于電力電子控制技術(shù)領(lǐng)域。
背景技術(shù)：
隨著微處理器和功率器件的迅速發(fā)展及控制理論的日益成熟，促進(jìn)了電力電子技術(shù)的應(yīng)用。在電力電子逆變裝置的控制中，脈寬調(diào)制技術(shù)(即PWM調(diào)制)應(yīng)用非常廣泛。在單相逆變電路中，常用的脈寬調(diào)制信號(hào)是固定頻率為50HZ的SPWM波形，然而很多交流負(fù)載也需要具有可變頻率的交流電源，比如單相交流電機(jī)的調(diào)速。目前，基于微處理器生成SPWM的方法應(yīng)用較為廣泛，但是，微處理運(yùn)行程序時(shí)容易受靜電或高壓電的干擾， 導(dǎo)致程序死機(jī)或者“跑飛”。

發(fā)明內(nèi)容
本發(fā)明的目的是提供一種單極性正弦調(diào)制波發(fā)生電路，通過電位器的調(diào)節(jié)靈活改變正弦調(diào)制波的幅值和頻率，且保持幅值與頻率比為恒值，即V/F=C0NSTANT。按照本發(fā)明提供的技術(shù)方案，一種幅值與頻率比為恒值的單極性正弦調(diào)制波發(fā)生電路包括電壓調(diào)節(jié)器、壓控振蕩器、計(jì)數(shù)器、數(shù)據(jù)存儲(chǔ)器、D/A轉(zhuǎn)換電路及其參考電壓給定電路，所述D/A轉(zhuǎn)換電路的輸入端連接參考電壓給定電路和數(shù)據(jù)存儲(chǔ)器，數(shù)據(jù)存儲(chǔ)器的輸入端連接計(jì)數(shù)器，計(jì)數(shù)器的輸入端連接壓控振蕩器，壓控振蕩器的輸入端連接電壓調(diào)節(jié)器， 電壓調(diào)節(jié)器的輸出端連接參考電壓給定電路的輸入端；所述電壓調(diào)節(jié)器的輸出電壓分別連接到壓控振蕩器的電壓輸入與參考電壓給定電路的輸入，通過對(duì)電壓調(diào)節(jié)器輸出電壓的調(diào)節(jié)，一方面改變D/A轉(zhuǎn)換電路的參考電壓，實(shí)現(xiàn)了正弦波幅值的改變；另一方面改變壓控振蕩器的輸入電壓，實(shí)現(xiàn)了壓控振蕩器輸出頻率的改變；壓控振蕩器輸出的頻率經(jīng)計(jì)數(shù)器進(jìn)行分頻，分頻后的信號(hào)作為數(shù)據(jù)存儲(chǔ)器的地址選擇信號(hào)，讀取數(shù)據(jù)存儲(chǔ)器里存儲(chǔ)的正弦表， 將讀取出的正弦表值經(jīng)D/A轉(zhuǎn)換電路生成幅值與頻率比為恒值的正弦調(diào)制波。所述電壓調(diào)節(jié)器、壓控振蕩器與參考電壓給定電路包括第一電位器的兩個(gè)固定端一端接地另一端接+5V電壓，第一電位器的調(diào)節(jié)端通過電容接地；所述第一電位器的調(diào)節(jié)端還通過第十四電阻接第一運(yùn)放的正端，第一運(yùn)放輸出端連接自身的負(fù)端構(gòu)成電壓跟隨器；第一電位器的調(diào)節(jié)端還通過第十五電阻接第二運(yùn)放的負(fù)端，第二運(yùn)放輸出端通過第二電位器連接自身的負(fù)端構(gòu)成反向比例電路，第二運(yùn)放正端接地；第二運(yùn)放輸出端接D/A轉(zhuǎn)換電路的參考電壓輸入端；第一運(yùn)放輸出端連接壓控振蕩器LM331的1腳并通過第一電容和第十六電阻接地；壓控振蕩器LM331的2腳通過第十九電阻和第三電位器接地，壓控振蕩器LM331的3腳、4腳接地，壓控振蕩器LM331的5腳通過第二電容接地并通過第十七電阻接+5V電壓，壓控振蕩器LM331的7腳通過第十八電阻接+5V電壓并通過第二十電阻接地， 壓控振蕩器LM331的8腳接+5V電壓，壓控振蕩器LM331的6腳通過第二i^一電阻接+5V 電壓并輸出給計(jì)數(shù)器；第二電位器起到調(diào)節(jié)所述反向比例電路的比例系數(shù)的作用；調(diào)節(jié)第一電位器的大小能夠改變壓控振蕩器LM331輸出頻率，同時(shí)也改變D/A轉(zhuǎn)換電路的參考電壓。所述計(jì)數(shù)器、數(shù)據(jù)存儲(chǔ)器和D/A轉(zhuǎn)換電路包括計(jì)數(shù)器⑶4040實(shí)現(xiàn)對(duì)輸入脈沖的計(jì)數(shù)，同時(shí)也具有分頻的作用，計(jì)數(shù)器CD4040的12腳輸出方波每半周表示對(duì)壓控振蕩器 LM331輸出的脈沖計(jì)了 256個(gè)數(shù)，將其作為正弦調(diào)制波的同步信號(hào)；E2PROM數(shù)據(jù)存儲(chǔ)器內(nèi)部存儲(chǔ)一個(gè)256個(gè)數(shù)據(jù)的正弦表；計(jì)數(shù)器⑶4040的輸出Ql Q7腳連接E2PROM數(shù)據(jù)存儲(chǔ)器的八個(gè)地址輸入端，用來查取正弦表相對(duì)位置的值；E2PROM數(shù)據(jù)存儲(chǔ)器的數(shù)據(jù)輸出端連接到數(shù)模轉(zhuǎn)換芯片DAC0808的數(shù)字量輸入端，經(jīng)數(shù)模轉(zhuǎn)換輸出模擬量，數(shù)模轉(zhuǎn)換芯片DAC0832 輸出的電流信號(hào)經(jīng)過運(yùn)算放大器轉(zhuǎn)變?yōu)殡妷盒盘?hào)，所述運(yùn)算放大器輸出正弦調(diào)制波。本發(fā)明的優(yōu)點(diǎn)有
1.通過電壓調(diào)節(jié)器改變正弦調(diào)制波的幅值和頻率，且保持幅值與頻率比為恒值。2.本發(fā)明實(shí)現(xiàn)的幅值與頻率比為恒值的正弦調(diào)制波，控制電路采用全硬件實(shí)現(xiàn)方式，結(jié)構(gòu)簡單，易實(shí)現(xiàn)；可以避免軟件運(yùn)行中出現(xiàn)的程序“跑飛”或死機(jī)等現(xiàn)象，使本發(fā)明的應(yīng)用更具通用性。


圖1是本發(fā)明的結(jié)構(gòu)框圖。圖2是電壓調(diào)節(jié)器、壓控振蕩器與D/A轉(zhuǎn)換電路參考電壓給定電路原理圖。圖3是計(jì)數(shù)器、數(shù)據(jù)存儲(chǔ)器和D/A轉(zhuǎn)換電路原理圖。圖4是圖2，3中主要點(diǎn)波形示意圖。
具體實(shí)施例方式下面結(jié)合附圖和實(shí)施例對(duì)本發(fā)明作進(jìn)一步說明。如圖1所示，本發(fā)明所述單極性正弦調(diào)制波發(fā)生電路包括電壓調(diào)節(jié)器、壓控振蕩器、計(jì)數(shù)器、數(shù)據(jù)存儲(chǔ)器、D/A轉(zhuǎn)換電路及其參考電壓給定電路，所述D/A轉(zhuǎn)換電路的輸入端連接參考電壓給定電路和數(shù)據(jù)存儲(chǔ)器，數(shù)據(jù)存儲(chǔ)器的輸入端連接計(jì)數(shù)器，計(jì)數(shù)器的輸入端連接壓控振蕩器，壓控振蕩器的輸入端連接電壓調(diào)節(jié)器，電壓調(diào)節(jié)器的輸出端連接參考電壓給定電路的輸入端。本發(fā)明中，電壓調(diào)節(jié)器的輸出電壓分別連接到壓控振蕩器的電壓輸入端與D/A轉(zhuǎn)換電路參考電壓給定電路輸入端，通過對(duì)電壓調(diào)節(jié)器輸出電壓的調(diào)節(jié)，一方面改變了 D/A 的參考電壓，實(shí)現(xiàn)了正弦波幅值的改變；另一方面改變了壓控振蕩器的輸入電壓，實(shí)現(xiàn)了壓控振蕩器輸出頻率的改變。壓控振蕩器輸出的頻率經(jīng)計(jì)數(shù)器進(jìn)行分頻，分頻后的信號(hào)作為數(shù)據(jù)存儲(chǔ)器的地址選擇信號(hào)，讀取數(shù)據(jù)存儲(chǔ)器里存儲(chǔ)的正弦表，將讀取出的正弦表值經(jīng)D/A 轉(zhuǎn)換電路生成幅值與頻率比為恒值的正弦調(diào)制波。具體電路結(jié)構(gòu)和工作原理如下。1.電壓調(diào)節(jié)器、壓控振蕩器與D/A轉(zhuǎn)換電路參考電壓給定電路。如圖2所示，第一電位器Wl的兩個(gè)固定端一端接地另一端接+5V電壓，第一電位器Wl的調(diào)節(jié)端通過電容E3接地；所述第一電位器Wl的調(diào)節(jié)端還通過第十四電阻R14接第一運(yùn)放IClA的正端，第一運(yùn)放IClA輸出端連接自身的負(fù)端構(gòu)成電壓跟隨器；第一電位器 Wl的調(diào)節(jié)端還通過第十五電阻R15接第二運(yùn)放IClB的負(fù)端，第二運(yùn)放IClB輸出端通過第
4二電位器W2連接自身的負(fù)端構(gòu)成反向比例電路，第二運(yùn)放IClB正端接地；第二運(yùn)放IClB 輸出端接D/A轉(zhuǎn)換電路的參考電壓輸入端；第一運(yùn)放IClA輸出端連接壓控振蕩器LM331的 1腳并通過第一電容Cl和第十六電阻R16接地；壓控振蕩器LM331的2腳通過第十九電阻 R19和第三電位器W3接地，壓控振蕩器LM331的3腳、4腳接地，壓控振蕩器LM331的5腳通過第二電容C2接地并通過第十七電阻R17接+5V電壓，壓控振蕩器LM331的7腳通過第十八電阻R18接+5V電壓并通過第二十電阻R20接地，壓控振蕩器LM331的8腳接+5V電壓，壓控振蕩器LM331的6腳通過第二十一電阻R21接+5V電壓并輸出給計(jì)數(shù)器。采用集成雙運(yùn)放芯片LF353構(gòu)成電壓跟隨器與反向比例電路，電壓跟隨器實(shí)現(xiàn)穩(wěn)定壓控振蕩器LM331的輸入電壓，反向比例電路的輸出連接到D/A轉(zhuǎn)換器的參考電壓輸入端REF，調(diào)節(jié)電位器W2可以起到調(diào)節(jié)反向比例電路的比例系數(shù)的作用。電壓調(diào)節(jié)器由電位器Wl與電容E3組成，通過調(diào)節(jié)電位器Wl的大小可以改變壓控振蕩器LM331輸出頻率fQ， 同時(shí)也改變了數(shù)模轉(zhuǎn)換芯片DAC0808的參考電壓，從而達(dá)到V/F=C0NSTANT的目的。2.計(jì)數(shù)器、數(shù)據(jù)存儲(chǔ)器和D/A轉(zhuǎn)換電路。如圖3所示，計(jì)數(shù)器⑶4040實(shí)現(xiàn)對(duì)輸入脈沖的計(jì)數(shù)，同時(shí)也具有分頻的作用。數(shù)據(jù)存儲(chǔ)器E2PROM AT28C17，內(nèi)部存儲(chǔ)一個(gè)正弦表(為256個(gè)數(shù)據(jù)的正弦表)。計(jì)數(shù)器⑶4040 的輸出Ql Q7連接數(shù)據(jù)存儲(chǔ)器AT28C17的地址輸入端AO A7，用來查取正弦表相對(duì)位置的值，1/00 1/07為AT28C17的數(shù)據(jù)輸出端，1/00 1/07連接到數(shù)模轉(zhuǎn)換芯片DAC0808 的數(shù)字量輸入端A8 Al，經(jīng)數(shù)模轉(zhuǎn)換輸出正弦調(diào)制波，數(shù)模轉(zhuǎn)換芯片DAC0832輸出的是電流信號(hào)，所以要經(jīng)過運(yùn)算放大器LF351轉(zhuǎn)變?yōu)殡妷盒盘?hào)。如圖4所示，1為圖2中第一運(yùn)放IClA的1腳輸出波形，2為圖2中壓控振蕩器 LM331輸出波形，3為圖2中REF輸出波形，4為圖3中輸出的正弦調(diào)制波波形。
權(quán)利要求
1.單極性正弦調(diào)制波發(fā)生電路，其特征是包括電壓調(diào)節(jié)器、壓控振蕩器、計(jì)數(shù)器、數(shù)據(jù)存儲(chǔ)器、D/A轉(zhuǎn)換電路及其參考電壓給定電路，所述D/A轉(zhuǎn)換電路的輸入端連接參考電壓給定電路和數(shù)據(jù)存儲(chǔ)器，數(shù)據(jù)存儲(chǔ)器的輸入端連接計(jì)數(shù)器，計(jì)數(shù)器的輸入端連接壓控振蕩器，壓控振蕩器的輸入端連接電壓調(diào)節(jié)器，電壓調(diào)節(jié)器的輸出端連接參考電壓給定電路的輸入端；所述電壓調(diào)節(jié)器的輸出電壓分別連接到壓控振蕩器的電壓輸入與參考電壓給定電路的輸入，通過對(duì)電壓調(diào)節(jié)器輸出電壓的調(diào)節(jié)，一方面改變D/A轉(zhuǎn)換電路的參考電壓，實(shí)現(xiàn)了正弦波幅值的改變；另一方面改變壓控振蕩器的輸入電壓，實(shí)現(xiàn)了壓控振蕩器輸出頻率的改變；壓控振蕩器輸出的頻率經(jīng)計(jì)數(shù)器進(jìn)行分頻，分頻后的信號(hào)作為數(shù)據(jù)存儲(chǔ)器的地址選擇信號(hào)，讀取數(shù)據(jù)存儲(chǔ)器里存儲(chǔ)的正弦表，將讀取出的正弦表值經(jīng)D/A轉(zhuǎn)換電路生成幅值與頻率比為恒值的正弦調(diào)制波。
2.如權(quán)利要求1所述單極性正弦調(diào)制波發(fā)生電路，其特征是所述電壓調(diào)節(jié)器、壓控振蕩器與參考電壓給定電路包括第一電位器(Wl)的兩個(gè)固定端一端接地另一端接+5V電壓，第一電位器(Wl)的調(diào)節(jié)端通過電容(E3)接地；所述第一電位器(Wl)的調(diào)節(jié)端還通過第十四電阻(R14)接第一運(yùn)放(IClA)的正端，第一運(yùn)放(IClA)輸出端連接自身的負(fù)端構(gòu)成電壓跟隨器；第一電位器(Wl)的調(diào)節(jié)端還通過第十五電阻(R15)接第二運(yùn)放(IClB)的負(fù)端， 第二運(yùn)放(IClB)輸出端通過第二電位器(W2)連接自身的負(fù)端構(gòu)成反向比例電路，第二運(yùn)放(IClB)正端接地；第二運(yùn)放(IClB)輸出端接D/A轉(zhuǎn)換電路的參考電壓輸入端；第一運(yùn)放 (IClA)輸出端連接壓控振蕩器LM331的1腳并通過第一電容(Cl)和第十六電阻(R16)接地；壓控振蕩器LM331的2腳通過第十九電阻(R19)和第三電位器(W3)接地，壓控振蕩器 LM331的3腳、4腳接地，壓控振蕩器LM331的5腳通過第二電容(C2)接地并通過第十七電阻(R17)接+5V電壓，壓控振蕩器LM331的7腳通過第十八電阻(R18)接+5V電壓并通過第二十電阻(R20)接地，壓控振蕩器LM331的8腳接+5V電壓，壓控振蕩器LM331的6腳通過第二十一電阻(R21)接+5V電壓并輸出給計(jì)數(shù)器；第二電位器(W2)起到調(diào)節(jié)所述反向比例電路的比例系數(shù)的作用；調(diào)節(jié)第一電位器(Wl)的大小能夠改變壓控振蕩器LM331輸出頻率 (&)，同時(shí)也改變D/A轉(zhuǎn)換電路的參考電壓。
3.如權(quán)利要求1所述單極性正弦調(diào)制波發(fā)生電路，其特征是所述計(jì)數(shù)器、數(shù)據(jù)存儲(chǔ)器和D/A轉(zhuǎn)換電路包括計(jì)數(shù)器CD4040實(shí)現(xiàn)對(duì)輸入脈沖的計(jì)數(shù)，同時(shí)也具有分頻的作用，計(jì)數(shù)器CD4040的12腳輸出方波每半周表示對(duì)壓控振蕩器LM331輸出的脈沖計(jì)了 256個(gè)數(shù)，將其作為正弦調(diào)制波的同步信號(hào)；E2PROM數(shù)據(jù)存儲(chǔ)器內(nèi)部存儲(chǔ)一個(gè)256個(gè)數(shù)據(jù)的正弦表；計(jì)數(shù)器⑶4040的輸出Ql Q7腳連接E2PROM數(shù)據(jù)存儲(chǔ)器的八個(gè)地址輸入端，用來查取正弦表相對(duì)位置的值；E2PROM數(shù)據(jù)存儲(chǔ)器的數(shù)據(jù)輸出端連接到數(shù)模轉(zhuǎn)換芯片DAC0808的數(shù)字量輸入端，經(jīng)數(shù)模轉(zhuǎn)換輸出模擬量，數(shù)模轉(zhuǎn)換芯片DAC0832輸出的電流信號(hào)經(jīng)過運(yùn)算放大器轉(zhuǎn)變?yōu)殡妷盒盘?hào)，所述運(yùn)算放大器輸出正弦調(diào)制波。
全文摘要
本發(fā)明涉及一種單極性正弦調(diào)制波發(fā)生電路，其包括電壓調(diào)節(jié)器、壓控振蕩器、計(jì)數(shù)器、數(shù)據(jù)存儲(chǔ)器、D/A轉(zhuǎn)換電路及其參考電壓給定電路，所述D/A轉(zhuǎn)換電路的輸入端連接參考電壓給定電路和數(shù)據(jù)存儲(chǔ)器，數(shù)據(jù)存儲(chǔ)器的輸入端連接計(jì)數(shù)器，計(jì)數(shù)器的輸入端連接壓控振蕩器，壓控振蕩器的輸入端連接電壓調(diào)節(jié)器，電壓調(diào)節(jié)器的輸出端連接參考電壓給定電路的輸入端。其優(yōu)點(diǎn)是本發(fā)明生成的正弦調(diào)制波全部采用硬件設(shè)計(jì)，可以避免軟件運(yùn)行中出現(xiàn)的程序“跑飛”或死機(jī)等現(xiàn)象，使本發(fā)明的應(yīng)用更具通用性。
文檔編號(hào)H03B5/32GK102299683SQ201110252750
公開日2011年12月28日 申請(qǐng)日期2011年8月30日 優(yōu)先權(quán)日2011年8月30日
發(fā)明者徐高松, 李曉東, 沈偉, 虞水中, 郎寶君, 高揚(yáng) 申請(qǐng)人:江蘇物聯(lián)網(wǎng)研究發(fā)展中心