专利名称：单极性正弦调制波发生电路的制作方法
技术领域：
本实用新型涉及一种单极性正弦调制波发生电路，属于电力电子控制技术领域。
背景技术：
随着微处理器和功率器件的迅速发展及控制理论的日益成熟，促进了电力电子技术的应用。在电力电子逆变装置的控制中，脉宽调制技术(即PWM调制)应用非常广泛。在单相逆变电路中，常用的脉宽调制信号是固定频率为50HZ的SPWM波形，然而很多交流负载也需要具有可变频率的交流电源，比如单相交流电机的调速。目前，基于微处理器生成SPWM的方法应用较为广泛，但是，微处理运行程序时容易受静电或高压电的干扰， 导致程序死机或者“跑飞”。
发明内容本实用新型的目的是提供一种单极性正弦调制波发生电路，通过电位器的调节灵活改变正弦调制波的幅值和频率，且保持幅值与频率比为恒值，即V/F=C0NSTANT。按照本实用新型提供的技术方案，一种幅值与频率比为恒值的单极性正弦调制波发生电路包括电压调节器、压控振荡器、计数器、数据存储器、D/A转换电路及其参考电压给定电路，所述D/A转换电路的输入端连接参考电压给定电路和数据存储器，数据存储器的输入端连接计数器，计数器的输入端连接压控振荡器，压控振荡器的输入端连接电压调节器，电压调节器的输出端连接参考电压给定电路的输入端；所述电压调节器的输出电压分别连接到压控振荡器的电压输入与参考电压给定电路的输入，通过对电压调节器输出电压的调节，一方面改变D/A转换电路的参考电压，实现了正弦波幅值的改变；另一方面改变压控振荡器的输入电压，实现了压控振荡器输出频率的改变；压控振荡器输出的频率经计数器进行分频，分频后的信号作为数据存储器的地址选择信号，读取数据存储器里存储的正弦表，将读取出的正弦表值经D/A转换电路生成幅值与频率比为恒值的正弦调制波。所述电压调节器、压控振荡器与参考电压给定电路包括第一电位器的两个固定端一端接地另一端接+5V电压，第一电位器的调节端通过电容接地；所述第一电位器的调节端还通过第十四电阻接第一运放的正端，第一运放输出端连接自身的负端构成电压跟随器；第一电位器的调节端还通过第十五电阻接第二运放的负端，第二运放输出端通过第二电位器连接自身的负端构成反向比例电路，第二运放正端接地；第二运放输出端接D/A转换电路的参考电压输入端；第一运放输出端连接压控振荡器LM331的1脚并通过第一电容和第十六电阻接地；压控振荡器LM331的2脚通过第十九电阻和第三电位器接地，压控振荡器LM331的3脚、4脚接地，压控振荡器LM331的5脚通过第二电容接地并通过第十七电阻接+5V电压，压控振荡器LM331的7脚通过第十八电阻接+5V电压并通过第二十电阻接地， 压控振荡器LM331的8脚接+5V电压，压控振荡器LM331的6脚通过第二i^一电阻接+5V 电压并输出给计数器；第二电位器起到调节所述反向比例电路的比例系数的作用；调节第一电位器的大小能够改变压控振荡器LM331输出频率，同时也改变D/A转换电路的参考电压。所述计数器、数据存储器和D/A转换电路包括计数器⑶4040实现对输入脉冲的计数，同时也具有分频的作用，计数器CD4040的12脚输出方波每半周表示对压控振荡器 LM331输出的脉冲计了 256个数，将其作为正弦调制波的同步信号；E2PROM数据存储器内部存储一个256个数据的正弦表；计数器⑶4040的输出Ql Q7脚连接E2PROM数据存储器的八个地址输入端，用来查取正弦表相对位置的值；E2PROM数据存储器的数据输出端连接到数模转换芯片DAC0808的数字量输入端，经数模转换输出模拟量，数模转换芯片DAC0832 输出的电流信号经过运算放大器转变为电压信号，所述运算放大器输出正弦调制波。本实用新型的优点有1.通过电压调节器改变正弦调制波的幅值和频率，且保持幅值与频率比为恒值。2.本实用新型实现的幅值与频率比为恒值的正弦调制波，控制电路采用全硬件实现方式，结构简单，易实现；可以避免软件运行中出现的程序“跑飞”或死机等现象，使本实用新型的应用更具通用性。
图1是本实用新型的结构框图。图2是电压调节器、压控振荡器与D/A转换电路参考电压给定电路原理图。图3是计数器、数据存储器和D/A转换电路原理图。图4是图2，3中主要点波形示意图。
具体实施方式
以下结合附图和实施例对本实用新型作进一步说明。如图1所示，本实用新型所述单极性正弦调制波发生电路包括电压调节器、压控振荡器、计数器、数据存储器、D/A转换电路及其参考电压给定电路，所述D/A转换电路的输入端连接参考电压给定电路和数据存储器，数据存储器的输入端连接计数器，计数器的输入端连接压控振荡器，压控振荡器的输入端连接电压调节器，电压调节器的输出端连接参考电压给定电路的输入端。本实用新型中，电压调节器的输出电压分别连接到压控振荡器的电压输入端与D/ A转换电路参考电压给定电路输入端，通过对电压调节器输出电压的调节，一方面改变了 D/A的参考电压，实现了正弦波幅值的改变；另一方面改变了压控振荡器的输入电压，实现了压控振荡器输出频率的改变。压控振荡器输出的频率经计数器进行分频，分频后的信号作为数据存储器的地址选择信号，读取数据存储器里存储的正弦表，将读取出的正弦表值经D/A转换电路生成幅值与频率比为恒值的正弦调制波。具体电路结构和工作原理如下。1.电压调节器、压控振荡器与D/A转换电路参考电压给定电路。如图2所示，第一电位器Wl的两个固定端一端接地另一端接+5V电压，第一电位器Wl的调节端通过电容E3接地；所述第一电位器Wl的调节端还通过第十四电阻R14接第一运放IClA的正端，第一运放IClA输出端连接自身的负端构成电压跟随器；第一电位器 Wl的调节端还通过第十五电阻R15接第二运放IClB的负端，第二运放IClB输出端通过第二电位器W2连接自身的负端构成反向比例电路，第二运放IClB正端接地；第二运放IClB 输出端接D/A转换电路的参考电压输入端；第一运放IClA输出端连接压控振荡器LM331的 1脚并通过第一电容Cl和第十六电阻R16接地；压控振荡器LM331的2脚通过第十九电阻 R19和第三电位器W3接地，压控振荡器LM331的3脚、4脚接地，压控振荡器LM331的5脚通过第二电容C2接地并通过第十七电阻R17接+5V电压，压控振荡器LM331的7脚通过第十八电阻R18接+5V电压并通过第二十电阻R20接地，压控振荡器LM331的8脚接+5V电压，压控振荡器LM331的6脚通过第二十一电阻R21接+5V电压并输出给计数器。采用集成双运放芯片LF353构成电压跟随器与反向比例电路，电压跟随器实现稳定压控振荡器LM331的输入电压，反向比例电路的输出连接到D/A转换器的参考电压输入端REF，调节电位器W2可以起到调节反向比例电路的比例系数的作用。电压调节器由电位器Wl与电容E3组成，通过调节电位器Wl的大小可以改变压控振荡器LM331输出频率fQ， 同时也改变了数模转换芯片DAC0808的参考电压，从而达到V/F=C0NSTANT的目的。2.计数器、数据存储器和D/A转换电路。如图3所示，计数器⑶4040实现对输入脉冲的计数，同时也具有分频的作用。数据存储器E2PROM AD8C17，内部存储一个正弦表(为256个数据的正弦表)。计数器⑶4040 的输出Ql Q7连接数据存储器AD8C17的地址输入端AO A7，用来查取正弦表相对位置的值，1/00 1/07为AD8C17的数据输出端，1/00 1/07连接到数模转换芯片DAC0808 的数字量输入端A8 Al，经数模转换输出正弦调制波，数模转换芯片DAC0832输出的是电流信号，所以要经过运算放大器LF351转变为电压信号。如图4所示，1为图2中第一运放IClA的1脚输出波形，2为图2中压控振荡器 LM331输出波形，3为图2中REF输出波形，4为图3中输出的正弦调制波波形。
权利要求1.单极性正弦调制波发生电路，其特征是包括电压调节器、压控振荡器、计数器、数据存储器、D/A转换电路及其参考电压给定电路，所述D/A转换电路的输入端连接参考电压给定电路和数据存储器，数据存储器的输入端连接计数器，计数器的输入端连接压控振荡器，压控振荡器的输入端连接电压调节器，电压调节器的输出端连接参考电压给定电路的输入端；压控振荡器输出的频率经计数器进行分频，分频后的信号作为数据存储器的地址选择信号，读取数据存储器里存储的正弦表，读取出的正弦表值经D/A转换电路生成正弦调制波。
2.如权利要求1所述单极性正弦调制波发生电路，其特征是所述电压调节器、压控振荡器与参考电压给定电路包括第一电位器(Wl)的两个固定端一端接地另一端接+5V电压，第一电位器(Wl)的调节端通过电容(E3)接地；所述第一电位器(Wl)的调节端还通过第十四电阻(R14)接第一运放(IClA)的正端，第一运放(IClA)输出端连接自身的负端构成电压跟随器；第一电位器(Wl)的调节端还通过第十五电阻(R15)接第二运放(IClB)的负端， 第二运放(IClB)输出端通过第二电位器(W2)连接自身的负端构成反向比例电路，第二运放(IClB)正端接地；第二运放(IClB)输出端接D/A转换电路的参考电压输入端；第一运放 (IClA)输出端连接压控振荡器LM331的1脚并通过第一电容(Cl)和第十六电阻(R16)接地；压控振荡器LM331的2脚通过第十九电阻(R19)和第三电位器(W3)接地，压控振荡器 LM331的3脚、4脚接地，压控振荡器LM331的5脚通过第二电容(C2)接地并通过第十七电阻(R17)接+5V电压，压控振荡器LM331的7脚通过第十八电阻(R18)接+5V电压并通过第二十电阻(R20)接地，压控振荡器LM331的8脚接+5V电压，压控振荡器LM331的6脚通过第二十一电阻(R21)接+5V电压并输出给计数器；第二电位器(W2)起到调节所述反向比例电路的比例系数的作用；调节第一电位器(Wl)的大小能够改变压控振荡器LM331输出频率 (&)，同时也改变D/A转换电路的参考电压。
3.如权利要求1所述单极性正弦调制波发生电路，其特征是所述计数器、数据存储器和D/A转换电路包括计数器CD4040实现对输入脉冲的计数，同时也具有分频的作用，计数器CD4040的12脚输出方波每半周表示对压控振荡器LM331输出的脉冲计了 256个数，将其作为正弦调制波的同步信号；E2PROM数据存储器内部存储一个256个数据的正弦表；计数器⑶4040的输出Ql Q7脚连接E2PROM数据存储器的八个地址输入端，用来查取正弦表相对位置的值；E2PROM数据存储器的数据输出端连接到数模转换芯片DAC0808的数字量输入端，经数模转换输出模拟量，数模转换芯片DAC0832输出的电流信号经过运算放大器转变为电压信号，所述运算放大器输出正弦调制波。
专利摘要本实用新型涉及一种单极性正弦调制波发生电路，其包括电压调节器、压控振荡器、计数器、数据存储器、D/A转换电路及其参考电压给定电路，所述D/A转换电路的输入端连接参考电压给定电路和数据存储器，数据存储器的输入端连接计数器，计数器的输入端连接压控振荡器，压控振荡器的输入端连接电压调节器，电压调节器的输出端连接参考电压给定电路的输入端。其优点是本实用新型生成的正弦调制波全部采用硬件设计，可以避免软件运行中出现的程序“跑飞”或死机等现象，使本实用新型的应用更具通用性。
文档编号H03B5/32GK202197249SQ201120321320
公开日2012年4月18日 申请日期2011年8月30日 优先权日2011年8月30日
发明者徐高松, 李晓东, 沈伟, 虞水中, 郎宝君, 高扬 申请人:江苏物联网研究发展中心