一种正弦波精细调频方法、终端和可读存储介质与流程

本发明涉及逆变器，尤其是涉及一种正弦波精细调频方法、终端和可读存储介质。

背景技术：

1、目前市场上的逆变器，需要能够实现输出并联功能，而要实现输出并联，需要逆变器在极小的范围内实现高速高分辨率的调频，如输出频率从49.95hz-50.05hz的范围内，能够实现分辨率为0.001hz的调频输出。为了实现高分辨率的调频输出，正弦波基准需要更精准，目前在逆变器调频时，用于产生正弦波基准的方法有如下两种：

2、第一种：查表法

3、建立一个固定点数的正弦表格，通过改变查表的频率实现不同频率的正弦波基准。假如建立了一个d1＝200采样点的正弦表格，每间隔t1＝100us去取一次表格，那就得到了一个正弦波周期为：

4、t1＝200点*100us＝20000us＝20ms的正弦波，输出频率为f1＝50hz。

5、如果为要得到一个f2＝50.001hz的正弦基准，那么正弦波周期t2为：

6、t2＝1s/50.001hz＝19999.6us

7、计算查表的间隔时间为：

8、t2＝19999.6us/200点＝99.998us

9、可以看到，要产生f1＝50hz和f2＝50.001hz的正弦基准，查表时间分别为100us和99.998us。如果用定时器产生查表间隔，那么需要定时器的时钟频率：

10、t3＝100-99.998＝0.002us

11、f3＝1s/0.002us＝500mhz

12、这种方法由于采用查表法，所以对单片机度运算速度要求不高，但对定时器的时钟频率要求高，一般普通单片机的时钟频率约在20mhz-100mhz之间，远远无法达到500mhz的。能达到500mhz的mcu，价格昂贵，用在逆变器上成本偏高。

13、第一种：计算法：

14、采用固定时间间隔，改变角频率，计算正弦波基准。

15、如采用50us的固定时间间隔，要得到一个50hz的正弦波，需要计算正弦波周期：

16、t3＝1s/50hz＝20ms＝20000us

17、一个正弦波周期的正弦波角度为360度，角每间隔50us角度需要递增：

18、θ1＝360度*50us/20000us＝0.9度

19、要得到一个50.001hz的正弦波：

20、1s/50.001hz＝19999.6us

21、一个正弦波周期的正弦波角度为360度，角每间隔50us角度需要递增：

22、360度*50us/19999.6us＝0.900018度

23、这种方法下，因为采用50us的固定时间间隔计算，对定时器的时钟频率并无要求，但对单片机的运算能力要求较高，需要根据给定的角度值，快速计算出正弦值。

24、如果采用16精度的正弦波运算，用16位的二进制数来表示角度，16位二进制数的范围是0-65535。那么能得到的角度分辨率是：

25、360度/65536＝0.00549度

26、而要达到0.001hz精细调频，需要得到的角度分辨率为：

27、0.900018度-0.9度＝0.000018度

28、16位精度的正弦波运算远无法满足精度要求。需要采用32位精度的正弦波运算才能满足要求。而32位正弦运算，相对于16位正弦波运算的运算量，至少相差4倍以上，这就对单片机的运算能力有着极高的要求。

29、因此，如何在能够得到精细调频的同时，降低成本，是目前亟待解决的问题。

技术实现思路

1、本发明的目的是提供一种正弦波基准精细调频方法、终端和可读存储介质，通过检测波峰值，采用固定时间间隔，在正弦波第一位置处采用第一角度步进，在非第一位置处采用第二角度步进，第一位置或是波峰，或是过零点，或固定相位点，提高调频精度，实现了正弦波基准精细调频。

2、第一方面，本发明的一种正弦波基准精细调频方法，通过以下技术方案得以实现：一种正弦波基准精细调频方法，包括采用固定时间间隔，设定需要得到的正弦波频率，计算每固定时间间隔对应的角度增加值，将角度增加值转换为设定位精度的数字式数值，对数字式数值向上取整得到第一角度步进，向下取整得到第二角度步进，在正弦波的固定相位点，以第二角度步进，在除固定相位点的其余点上，以第一角度步进，得到实际的正弦波周期和频率，实现精细调频。

3、本发明进一步设置为：设定位精度为2的n次方，包括16位，或16位的整数倍位，其中n是大于等于2的正整数。

4、本发明进一步设置为：正弦波的固定相位点，包括正负波峰点、过零点。

5、本发明进一步设置为：每固定时间间隔对应的角度增加值δθ，计算方法如下：

6、计算需要得到频率为f0的正弦波周期t01为：

7、t01＝1s/f0＝a0us       (1)；

8、采用固定时间间隔t0进行调频，每固定时间间隔t0角度增加值δθ：

9、δθ＝360×t0/a0＝b0                    (2)。

10、本发明进一步设置为：根据设定位精度，将固定时间间隔t0角度增加值δθ转换为数字式数值，包括：

11、c0＝δθ×2n/360              (3)；

12、其中，c0是一个有整数部分与小数部分的数值，对整数部分加1得到第一角度步进c1，取整数部分得到第二角度步进c2。

13、本发明进一步设置为：采用第一角度步进与第二角度步进相结合，在正弦波固定相位点采用第二角度步进，在非固定相位点采用第一角度步进，计算得到实际的正弦波周期和频率。

14、本发明进一步设置为：

15、实际正弦波周期如下式所示：

16、t0＝{(2n-m×(c2))/(c1)+m}×t0                   (4)；

17、式中，m表示固定相位点个数，t0表示固定时间间隔。

18、本发明进一步设置为：包括以下步骤：

19、s1、接收到固定时间间隔的pwm周期中断信号；

20、s2、检测是否处于正弦波的固定相位，若是，进入下一步，若否，转s4；

21、s3、计算固定相位采样点的角度步进值dtheta_t，并将上一时刻采样点的角度值theta与波峰采样点的角度步进值dtheta_t之和，作为当前采样点的角度值theta，计算16位宽正弦函数sin16(theta)，转s5；

22、s4、计算非固定相位采样点的角度步进值dtheta，并将上一时刻采样点的角度值theta与非波峰采样点的角度步进值dtheta之和，作为当前采样点的角度值theta，计算16位宽正弦函数sin16(theta)；

23、s5、中断结束。

24、第二方面，本发明的一种正弦波基准精细调频终端，通过以下技术方案得以实现：一种正弦波基准精细调频终端，包括存储器、处理器、以及存储在所述存储器中并可在所述处理器上运行的计算机程序，所述处理器执行所述计算机程序时实现本技术所述方法。

25、第三方面，本发明的一种计算机可读存储介质，通过以下技术方案得以实现：

26、一种计算机可读存储介质，所述计算机可读存储介质存储有计算机程序，所述计算机程序被处理器执行时实现本技术所述方法。

27、与现有技术相比，本技术的有益技术效果为：

28、1.本技术通过采用固定时间间隔，在正弦波不同位置，采用不同的角度步进，实现对正弦波周期的调整，从而得到精细调频的正弦波；

29、2.进一步地，本技术对不同的角度步进，采用向上取整与向下取整的方法，对取值进行限定，保证了取值的精确性。