一种变频余弦信号发生装置制造方法及图纸

一种变频余弦信号发生装置，属于数字信号与信息处理领域。本实用新型专利技术为了解决现有的信号发生器所输出信号的幅值和频率稳定性差、精度低、带负载能力差等问题。所述信号发生装置包括频率和幅度输入模块、显示模块、单片机、可编程逻辑器件CPLD、三路D/A转换电路、三路滤波电路和三路调幅电路；通过频率和幅度输入模块输入所需频率和幅度给单片机，显示模块用于显示输入的三相余弦信号的频率和幅度，单片机的显示信号输出端与显示模块输入端连接；三路D/A转换电路将数字形式的三相正弦波形转分别换成模拟信号，三路模拟信号依次通过滤波电路、调幅电路后，输出频率范围在50Hz～80kHz三相余弦信号。本实用新型专利技术用于产生变频余弦信号。

【技术实现步骤摘要】

本技术涉及一种信号发生装置，属于数字信号与信息处理领域。
技术介绍
随着技术的发展，电子仪表领域各种电磁传感器的激励技术也在不断发展。经典的余弦信号直接合成方式，虽然原理简单，但所需滤波器件多，因此，设计体积大，产品的可靠性低。后来发展到利用锁相环路集成芯片来实现信号发生器。由于锁相环路相当于特定窄带跟踪滤波器，因此能很好地选择所需频率的信号，抑制杂散分量，且避免了大量使用滤波器，但不能方便的改变信号频率。还有常规的信号发生器的驱动功率不大，应用上也带来了不方便。总之，现有的数字信号发生器设计技术，不但硬件系统繁琐，且频率转换时间长、频率分辨率不高、输出相位不连续的缺陷。采用直接模拟合成方法以及采用锁相环(PLL)技术等方法设计的信号发生器在功能、精度、带负载能力、三相对称度等方面均存在缺陷和不足。
技术实现思路
本技术为了解决现有的信号发生器所输出信号的幅值和频率稳定性差、精度低、带负载能力差等问题，进而提供了一种变频余弦信号发生装置。本技术为解决上述技术问题采取的技术方案是：一种变频余弦信号发生装置，所述信号发生装置包括频率和幅度输入模块、显示模块、单片机、可编程逻辑器件CPLD、三路D/A转换电路、三路滤波电路和三路调幅电路；通过频率和幅度输入模块输入所需频率和幅度给单片机，显示模块用于显示输入的三相余弦信号的频率和幅度，单片机的显示信号输出端与显示模块输入端连接；单片机用于产生频率、相位和幅度的控制信息并将其传递给可编程逻辑器件CPLD，可编程逻辑器件CPLD用于产生数字形式的三相余弦波形并将其分别传递给相应的一路D/A转换电路；三路D/A转换电路将数字形式的三相正弦波形转分别换成模拟信号，三路模拟信号依次通过滤波电路、调幅电路后，输出频率范围在50Hz～80kHz三相余弦信号；所述调幅电路包括AD835芯片和分档电路；分档电路包括电阻R1、电阻R2、电阻R3、电阻R4、电阻R5、电阻R6、电源和旋转开关；电阻R1的一端同时连接AD835的Z端口和旋转开关的动触点，电阻R1的另一端连接电源负极，接旋转开关的第一静触点连接电源正极，电阻R2的一端连接旋转开关的第二静触点，电阻R2的另一端连接电源正极，电阻R3的一端连接旋转开关的第三静触点，电阻R3的另一端连接电源正极，电阻R4的一端连接旋转开关的第四静触点，电阻R4的另一端连接电源正极，电阻R5的一端连接旋转开关的第五静触点，电阻R5的另一端连接电源正极，电阻R6的一端连接旋转开关的第六静触点，电阻R6的另一端连接电源正极。所述滤波电路为压控电压源二阶低通滤波电路。所述CPLD采用的是Altera公司生产的cycloneIVE系列芯片。输出三相余弦信号的频率范围为60Hz～70kHz。所述调幅电路基于AM调制电路设计而成。所述D/A转换电路为型号为DAC904，可编程逻辑器件CPLD产生的数字信号直接接至DAC904的1-14引脚。本技术的有益效果是：本技术作为信号源所输出的基准余弦信号的幅值和频率高度稳定，且失真小，带负载能力强，三相对称度好。其还可广泛用于交流异步电机的变频驱动，如变频空调、变频冰箱和变频洗衣机的控制驱动，各类工业水泵、风机的变频驱动，各类不间断电源以及其它一些需要三相正弦波形驱动的功率控制电路中。本技术产生的波形信号能很好的满足这些要求。若需更改发生频率，只需多次控制频率和幅度输入模块，选择新的所需频率，就实现频率的变化输出，频率调节范围较大，每按下调节模块增加按钮一次，在原有频率基础上增加一定步长赫兹频率输出。附图说明图1是本技术的总体结构框图；图2为本技术的三相余弦信号发生器的DA转换电路图(图2a为第一路D/A转换电路图，图2b为第二路D/A转换电路图，图2c为第三路D/A转换电路图)，三路D/A转换电路的构造是相同的；图3为本技术的滤波电路图(压控电压源二阶低通滤波电路)；图4为本技术的调幅电路图。具体实施方式具体实施方式一：如图1～4所示，本实施方式所述的变频余弦信号发生装置，其特征在于：所述信号发生装置包括频率和幅度输入模块、显示模块、单片机、可编程逻辑器件CPLD、三路D/A转换电路、三路滤波电路和三路调幅电路；通过频率和幅度输入模块输入所需频率和幅度给单片机，显示模块用于显示输入的三相余弦信号的频率和幅度，单片机的显示信号输出端与显示模块输入端连接；单片机用于产生频率、相位和幅度的控制信息并将其传递给可编程逻辑器件CPLD，可编程逻辑器件CPLD用于产生数字形式的三相余弦波形并将其分别传递给相应的一路D/A转换电路；三路D/A转换电路将数字形式的三相正弦波形转分别换成模拟信号，三路模拟信号依次通过滤波电路、调幅电路后，输出频率范围在50Hz～80kHz三相余弦信号；所述调幅电路包括AD835芯片和分档电路；分档电路包括电阻R1、电阻R2、电阻R3、电阻R4、电阻R5、电阻R6、电源和旋转开关；电阻R1的一端同时连接AD835的Z端口和旋转开关的动触点，电阻R1的另一端连接电源负极，接旋转开关的第一静触点连接电源正极，电阻R2的一端连接旋转开关的第二静触点，电阻R2的另一端连接电源正极，电阻R3的一端连接旋转开关的第三静触点，电阻R3的另一端连接电源正极，电阻R4的一端连接旋转开关的第四静触点，电阻R4的另一端连接电源正极，电阻R5的一端连接旋转开关的第五静触点，电阻R5的另一端连接电源正极，电阻R6的一端连接旋转开关的第六静触点，电阻R6的另一端连接电源正极。经转换后，所述变频余弦信号发生装置最终可输出数字信号。具体实施方式一：如图3所示，本实施方式所述滤波电路为压控电压源二阶低通滤波电路。其它组成和连接关系与具体实施方式一相同。具体实施方式三：本实施方式所述CPLD采用的是Altera公司生产的cycloneIVE系列芯片。其它组成和连接关系与具体实施方式一或二相同。该三相余弦信号发生器电路由系统时钟、相位累加器、相位调制器、波形查找表、D/A转换器和信号调理电路构成。在每一个时钟周期，频率累加器以输入频率字为步进进行自增累加；累加结果的高位被送给相位累加器与相位字进行累加，可以理解为在这里加上相位偏置；第一路没有相位偏置，而第二路和第三路是频率累加器的输出(地址)在相位累加器中加上120°和240°对应的相位字后作为相位累加器的输出，相位累加器的输出作为波形查找表的地址从查找表中读出相应的数据后送给D/A转化器，最后经过低通滤波、后级放大等信号调理电路形成模拟量的波形输出。系统硬件整体组成结构图如图1所示，该系统由MCU、可编程门阵列、按键电路、显示电路、D/A转换电路、低通滤波电路、调幅电路、功率放大电路以及电源电路等部分组成，且描述了系统的工作流程：通过键盘输入相应指令给单片机，经单片机产生相应的控制字给CPLD或FPGA实现DDS，输出数字形式的波形，由DA转换为模拟量，经后级调理电路得到高精度的三相余弦信号波形。...

【技术保护点】
一种变频余弦信号发生装置，其特征在于：所述信号发生装置包括频率和幅度输入模块、显示模块、单片机、可编程逻辑器件CPLD、三路D/A转换电路、三路滤波电路和三路调幅电路；通过频率和幅度输入模块输入所需频率和幅度给单片机，显示模块用于显示输入的三相余弦信号的频率和幅度，单片机的显示信号输出端与显示模块输入端连接；单片机用于产生频率、相位和幅度的控制信息并将其传递给可编程逻辑器件CPLD，可编程逻辑器件CPLD用于产生数字形式的三相余弦波形并将其分别传递给相应的一路D/A转换电路；三路D/A转换电路将数字形式的三相正弦波形转分别换成模拟信号，三路模拟信号依次通过滤波电路、调幅电路后，输出频率范围在50Hz～80kHz三相余弦信号；所述调幅电路包括AD835芯片和分档电路；分档电路包括电阻R1、电阻R2、电阻R3、电阻R4、电阻R5、电阻R6、电源和旋转开关；电阻R1的一端同时连接AD835的Z端口和旋转开关的动触点，电阻R1的另一端连接电源负极，接旋转开关的第一静触点连接电源正极，电阻R2的一端连接旋转开关的第二静触点，电阻R2的另一端连接电源正极，电阻R3的一端连接旋转开关的第三静触点，电阻R3的另一端连接电源正极，电阻R4的一端连接旋转开关的第四静触点，电阻R4的另一端连接电源正极，电阻R5的一端连接旋转开关的第五静触点，电阻R5的另一端连接电源正极，电阻R6的一端连接旋转开关的第六静触点，电阻R6的另一端连接电源正极。...

【技术特征摘要】
1.一种变频余弦信号发生装置，其特征在于：所述信号发生装置包括频率和幅度输入模块、显示模块、单片机、可编程逻辑器件CPLD、三路D/A转换电路、三路滤波电路和三路调幅电路；通过频率和幅度输入模块输入所需频率和幅度给单片机，显示模块用于显示输入的三相余弦信号的频率和幅度，单片机的显示信号输出端与显示模块输入端连接；单片机用于产生频率、相位和幅度的控制信息并将其传递给可编程逻辑器件CPLD，可编程逻辑器件CPLD用于产生数字形式的三相余弦波形并将其分别传递给相应的一路D/A转换电路；三路D/A转换电路将数字形式的三相正弦波形转分别换成模拟信号，三路模拟信号依次通过滤波电路、调幅电路后，输出频率范围在50Hz～80kHz三相余弦信号；所述调幅电路包括AD835芯片和分档电路；分档电路包括电阻R1、电阻R2、电阻R3、电阻R4、电阻R5、电阻R6、电源和旋转开关；电阻R1的一端同时连接AD835的Z端口和旋转开关的动触点，电阻R1的另一端连接电源负极，接旋转开关的第一静触点连接电源正极，电阻R2的一端连接旋转开关的第二静触点，电阻R2的另一端连接电源正极，...

【专利技术属性】
技术研发人员：朱福珍，
申请(专利权)人：黑龙江大学，
类型：新型
国别省市：黑龙江;23