專利名稱：精度可調(diào)的同步正弦信號發(fā)生器的制作方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本實用新型涉及一種精度可調(diào)的同步正弦信號發(fā)生器。
技術(shù)背景隨著電力工業(yè)發(fā)展，電弧爐、變頻器等非線性、沖擊性負荷對電能質(zhì)量造成嚴重污 染，在產(chǎn)生大量的無功功率的同時也引起了電網(wǎng)波形的畸變，而諧波的存在增加了輸電導(dǎo) 線上的損耗，導(dǎo)致電能質(zhì)量下降，影響電力系統(tǒng)安全穩(wěn)定運行，影響電氣設(shè)備正常工作，尤 其是對電能質(zhì)量變化敏感的高科技、高智能化設(shè)備。因而諧波以及已經(jīng)成為污染電網(wǎng)和危 害其它設(shè)備的“公害”。為了解決上述有害的諧波對公用電網(wǎng)和其它設(shè)備的危害，消除其 不良影響，目前采用電力有源濾波裝置，而現(xiàn)在采用的電力有源濾波器控制器中諧波檢測 算法采用模擬電路實現(xiàn)時，通常同步正弦信號采用單獨的單片機實現(xiàn)，增加了控制器的復(fù) 雜性。例如專利(ZL 200520015371. 3)電力有源濾波用的余弦信號發(fā)生裝置，采用單片機 89C52作為標(biāo)準(zhǔn)信號發(fā)生裝置，增加了系統(tǒng)的復(fù)雜性，而且單片機程序易受干擾而“跑飛”， 程序發(fā)生死機，一般需要“看門狗”電路，增加了系統(tǒng)的復(fù)雜性，此外由于89C52的工作頻率 較低，實現(xiàn)高開關(guān)頻率的運算時，輸出波形精度較差。
發(fā)明內(nèi)容本實用新型的目的是提供一種克服傳統(tǒng)的正弦信號發(fā)生裝置的不足，提供了一種 改良的、精度可調(diào)的標(biāo)準(zhǔn)正弦波信號發(fā)生器。上述的目的通過以下的技術(shù)方案實現(xiàn)精度可調(diào)的同步正弦信號發(fā)生器，其組成包括可編程邏輯器件，所述的可編程邏 輯器件分別連接電壓同步電路、數(shù)模轉(zhuǎn)換器和電源，所述的可編程邏輯器件內(nèi)置正弦函數(shù) 表，所述的可編程邏輯器件采用EPF10K10LC84，所述的數(shù)模轉(zhuǎn)換器采用12位并行數(shù)模轉(zhuǎn)換 器 TLV5619。有益效果1.本實用新型選擇了可編程器件CPLD作為標(biāo)準(zhǔn)正弦波信號發(fā)生單元，編程方便， 抗干擾，程序不易跑飛，正弦波輸出精度編程可調(diào)。2.本實用新型保證的輸出正弦波周期T。= 0. 02s (f = 50Hz)，根據(jù)公式Τ。= NTcp, Τ。ρ為可調(diào)時鐘(通過軟件來設(shè)置)，N為采樣的點數(shù)。Τ。ρ根據(jù)不同的輸出精度，隨采樣點 數(shù)的變化而變化，但是要求最后的Τ。ρ為固定的周期0. 02S，從而保證輸出標(biāo)準(zhǔn)的正弦波與 輸入的信號是同步的。3.本實用新型為了高精度輸出采用了 12位并行D/A，所以內(nèi)置正弦函數(shù)表是12 位的。將一個完整的正弦波用12位表示，從中等距選擇IOM個點，并將其作為正弦波的采 樣點存于存儲器中。4.根據(jù)不同的場合要求可以選擇不同的正弦波精度，因此在本實用新型中設(shè)置精 度調(diào)節(jié)按鍵的狀態(tài)來決定輸出的精度，通過精度調(diào)節(jié)按鍵給出的高，低電平來實現(xiàn)不同的四種狀態(tài)，當(dāng)精度調(diào)節(jié)按鍵El，E2的狀態(tài)為00時，采樣為IOM個點，高精度輸出，當(dāng)精度調(diào) 節(jié)按鍵El，E2的狀態(tài)為01時，采樣為512個點，當(dāng)精度調(diào)節(jié)按鍵El，E2的狀態(tài)為10時，采 樣為256個點，當(dāng)精度調(diào)節(jié)按鍵El，E2的狀態(tài)為11時，采樣為1 個點。

附圖1是本實用新型的結(jié)構(gòu)示意圖。附圖2是采樣精度設(shè)置的示意圖。附圖3是電源電路原理圖。附圖4是電壓同步信號產(chǎn)生電路圖附圖5是可編程器件電路原理圖。附圖6是數(shù)模轉(zhuǎn)換原理圖。附圖7是可編程器件內(nèi)部程序流程圖。附圖8是可編程器件輸出并行數(shù)字信號與輸出同步正弦信號波形圖。
具體實施方式
實施例1 精度可調(diào)的同步正弦信號發(fā)生器，其組成包括可編程邏輯器件3，所述的可編程 邏輯器件分別連接電壓同步電路2、數(shù)模轉(zhuǎn)換器4和電源1，所述的可編程邏輯器件內(nèi)置正 弦函數(shù)表，所述的可編程邏輯器件采用EPF10K10LC84，所述的數(shù)模轉(zhuǎn)換器采用12位并行數(shù) 模轉(zhuǎn)換器TLV5619。方法為首先對50Hz正弦波信號進行采樣，然后通過電壓同步電路將正弦信號轉(zhuǎn) 變?yōu)?0Hz的方波脈沖信號，輸入到可編程邏輯器件芯片的SQU端，作為輸出無失真正弦波 的觸發(fā)信號?？删幊踢壿嬈骷诮邮盏酵獠坑|發(fā)信號后，開始查找存儲在可編程邏輯器件 內(nèi)部的正弦波二進制表?？删幊踢壿嬈骷谡{(diào)用數(shù)表的同時啟動數(shù)模轉(zhuǎn)換器，同步輸出正 弦波。此發(fā)明考慮到在不同的場合對正弦波精度要求的不同，還設(shè)置了外部按鍵E1、E2來 控制采樣的點數(shù)以此來調(diào)節(jié)輸出的精度。附圖3是電源電路原理圖，圖中將市電交流220V通過T2、T3、T4降壓，通過Dl D12整流，通過C7、C10、C8、C12、C9、C14濾波，而后分別經(jīng)由電壓調(diào)整芯片7805,7815,7915 穩(wěn)定電壓為5V、+15V、-15V為其它各部分電路提供電源。附圖4是電壓同步信號產(chǎn)生電路圖，所需同步的電網(wǎng)電壓信號經(jīng)過Tl電壓傳感器 降壓后，經(jīng)由比較器LM211N進行過零比較，由光耦TLP121輸出同步電壓方波信號。附圖5是可編程器件電路原理圖，同步電壓信號由可編程器件Ul的SQU引腳輸 入，撥碼開關(guān)Sl實現(xiàn)精度選擇，U2為有源晶振，為可編程器件Ul提供工作時鐘，Jl為標(biāo)準(zhǔn) 的JTAG接口，可以將程序下載到可編程器件Ul中。附圖6是數(shù)模轉(zhuǎn)換原理圖，可編程器件Ul輸出的并行數(shù)字信號經(jīng)由數(shù)模轉(zhuǎn)換器U4 轉(zhuǎn)為模擬正弦信號，經(jīng)由DAOUT (TLV5619的13腳)輸出，電壓基準(zhǔn)芯片U5為數(shù)模轉(zhuǎn)換器U4 提供工作電壓基準(zhǔn)。附圖7是可編程器件內(nèi)部程序流程圖，所用的可編程器件采用VHDL語言按照附圖 7所示的流程編程。[0027] 附圖8是可編程器件輸出并行數(shù)字信號與輸出同步正弦信號波形圖，輸出的同步 正弦波與并行輸出的12位數(shù)字信號波形如圖所示。
權(quán)利要求1. 一種精度可調(diào)的同步正弦信號發(fā)生器，其組成包括可編程邏輯器件，其特征是所 述的可編程邏輯器件分別連接電壓同步電路、數(shù)模轉(zhuǎn)換器和電源，所述的可編程邏輯器件 內(nèi)置正弦函數(shù)表，所述的可編程邏輯器件采用EPF10K10LC84，所述的數(shù)模轉(zhuǎn)換器采用12位 并行數(shù)模轉(zhuǎn)換器TLV5619。
專利摘要本實用新型涉及一種精度可調(diào)的同步正弦信號發(fā)生器。為了解決有害的“諧波”對公用電網(wǎng)和其它設(shè)備的危害，目前采用電力有源濾波裝置，而現(xiàn)在采用的電力有源濾波器控制器中諧波檢測算法的模擬電路實現(xiàn)時，通常同步正弦信號采用單獨的單片機實現(xiàn)，增加了控制器的復(fù)雜性。本實用新型的組成包括可編程邏輯器件(3)，其特征是所述的可編程邏輯器件分別連接電壓同步電路(2)、數(shù)模轉(zhuǎn)換器(4)和電源(1)，所述的可編程邏輯器件內(nèi)置正弦函數(shù)表，所述的可編程邏輯器件采用EPF10K10LC84，所述的數(shù)模轉(zhuǎn)換器采用12位并行數(shù)模轉(zhuǎn)換器TLV5619。本實用新型用于電力有源濾波或靜止無功發(fā)生器上作為標(biāo)準(zhǔn)無失真的信號源。
文檔編號H03K3/02GK201893759SQ20102058990
公開日2011年7月6日 申請日期2010年11月4日 優(yōu)先權(quán)日2010年11月4日
發(fā)明者劉驥, 張鳳娟, 徐在德, 海艷, 王延偉, 譚闊 申請人:哈爾濱理工大學(xué)