本實(shí)用新型涉及一種電壓信號(hào)發(fā)生裝置，屬于信號(hào)發(fā)生器領(lǐng)域。

背景技術(shù)：

在現(xiàn)有電壓信號(hào)發(fā)生裝置的使用過程中，當(dāng)錯(cuò)誤輸入的基波電壓頻率參數(shù)、諧波電壓頻率參數(shù)與采樣頻率參數(shù)之間不滿足香農(nóng)采樣定理時(shí)，電壓信號(hào)發(fā)生裝置無法輸出電壓信號(hào)，但是，電壓信號(hào)發(fā)生裝置不會(huì)對該錯(cuò)誤進(jìn)行指示，進(jìn)而增加了使用者排除故障的時(shí)間。

技術(shù)實(shí)現(xiàn)要素：

本實(shí)用新型為解決當(dāng)輸入?yún)?shù)之間不滿足香農(nóng)采樣定理時(shí)，現(xiàn)有電壓信號(hào)發(fā)生裝置不具備錯(cuò)誤提示的功能的問題，提出了一種電壓信號(hào)發(fā)生裝置。

本實(shí)用新型所述的電壓信號(hào)發(fā)生裝置包括電壓幅值信號(hào)發(fā)生單元1、基波電壓頻率信號(hào)發(fā)生單元2、諧波電壓頻率信號(hào)發(fā)生單元3、采樣信息發(fā)生單元4、信號(hào)預(yù)處理單元5、信號(hào)合成處理單元6、信號(hào)合成轉(zhuǎn)換單元7和顯示單元8；

電壓幅值信號(hào)發(fā)生單元1的電壓幅值信號(hào)輸出端同時(shí)與信號(hào)預(yù)處理單元5的電壓幅值信號(hào)輸入端和信號(hào)合成轉(zhuǎn)換單元7的電壓幅值信號(hào)輸入端相連，基波電壓頻率信號(hào)發(fā)生單元2的基波電壓頻率信號(hào)輸出端同時(shí)與信號(hào)預(yù)處理單元5的基波電壓頻率信號(hào)輸入端和信號(hào)合成轉(zhuǎn)換單元7的基波電壓頻率信號(hào)輸入端相連，諧波電壓頻率信號(hào)發(fā)生單元3的諧波電壓頻率信號(hào)輸出端同時(shí)與信號(hào)預(yù)處理單元5的諧波電壓頻率信號(hào)輸入端和信號(hào)合成轉(zhuǎn)換單元7的諧波電壓頻率信號(hào)輸入端相連，采樣信息發(fā)生單元4的采樣信息輸出端同時(shí)與信號(hào)預(yù)處理單元5的采樣信息輸入端和信號(hào)合成轉(zhuǎn)換單元7的采樣信息輸入端相連；

信號(hào)預(yù)處理單元5的告警信號(hào)輸出端與顯示單元8的告警信號(hào)輸入端相連，信號(hào)預(yù)處理單元5的電壓合成轉(zhuǎn)換信號(hào)輸出端與信號(hào)合成轉(zhuǎn)換單元7的電壓合成轉(zhuǎn)換信號(hào)輸入端相連，信號(hào)預(yù)處理單元5的電壓幅值信號(hào)輸出端、基波電壓頻率信號(hào)輸出端、諧波電壓頻率信號(hào)輸出端、采樣信息輸出端和總諧波失真率數(shù)據(jù)輸出端分別與信號(hào)合成處理單元6的電壓幅值信號(hào)輸入端、基波電壓頻率信號(hào)輸入端、諧波電壓頻率信號(hào)輸入端、采樣信息輸入端和總諧波失真率數(shù)據(jù)輸入端相連；

信號(hào)合成處理單元6的電壓幅值信號(hào)輸出端、電壓增益信號(hào)輸出端、電壓有效值隨信號(hào)合成處理單元6接收到電壓幅值信號(hào)和諧波電壓頻率信號(hào)變化的波形信號(hào)輸出端和總諧波失真率數(shù)據(jù)輸出端分別與顯示單元8的電壓幅值信號(hào)輸入端、電壓增益信號(hào)輸入端、所述波形信號(hào)的輸入端和總諧波失真率數(shù)據(jù)輸入端相連；

信號(hào)合成轉(zhuǎn)換單元7的電壓信號(hào)輸出端與待校準(zhǔn)儀器的電壓信號(hào)輸入端相連；

所述采樣信息包括采樣頻率信息和采樣時(shí)間信息；

當(dāng)信號(hào)預(yù)處理單元5接收到的采樣頻率數(shù)據(jù)大于諧波電壓頻率數(shù)據(jù)與基波電壓頻率數(shù)據(jù)的差值的2倍時(shí)，信號(hào)預(yù)處理單元5向信號(hào)合成轉(zhuǎn)換單元7發(fā)送電壓合成轉(zhuǎn)換信號(hào)，同時(shí)，信號(hào)預(yù)處理單元5根據(jù)其接收到的基波電壓頻率數(shù)據(jù)和諧波電壓頻率數(shù)據(jù)計(jì)算總諧波失真率，并將計(jì)算得到的總諧波失真率數(shù)據(jù)以及其接收到的電壓幅值信號(hào)、基波電壓頻率信號(hào)、諧波電壓頻率信號(hào)和采樣信息發(fā)送至信號(hào)合成處理單元6，否則，信號(hào)預(yù)處理單元5向顯示單元8發(fā)送告警信號(hào)；

信號(hào)合成轉(zhuǎn)換單元7根據(jù)其接收到的電壓合成轉(zhuǎn)換信號(hào)、電壓幅值信號(hào)、基波電壓頻率信號(hào)和諧波電壓頻率信號(hào)合成電壓信號(hào)，并根據(jù)采樣信息對該電壓信號(hào)進(jìn)行模數(shù)轉(zhuǎn)換，并將其發(fā)送至待校準(zhǔn)儀器；

信號(hào)合成處理單元6根據(jù)其接收到的電壓幅值信號(hào)、基波電壓頻率信號(hào)和諧波電壓頻率信號(hào)合成電壓信號(hào)，對該電壓信號(hào)進(jìn)行處理得到電壓幅值信號(hào)、電壓增益信號(hào)以及電壓有效值隨信號(hào)合成處理單元6接收到電壓幅值信號(hào)和諧波電壓頻率信號(hào)變化的波形信號(hào)，根據(jù)采樣信息對處理得到電壓幅值信號(hào)、電壓增益信號(hào)和所述波形信號(hào)進(jìn)行模數(shù)轉(zhuǎn)換，并將轉(zhuǎn)換后的電壓幅值信號(hào)、電壓增益信號(hào)、所述波形信號(hào)以及其接收到的總諧波失真率數(shù)據(jù)發(fā)送至顯示單元8。

作為優(yōu)選的是，諧波電壓頻率信號(hào)發(fā)生單元3輸出的諧波電壓頻率數(shù)據(jù)為基波電壓頻率信號(hào)發(fā)生單元2輸出的基波電壓頻率數(shù)據(jù)的N倍，2≤N≤64，N為偶數(shù)。

作為優(yōu)選的是，基波電壓頻率信號(hào)發(fā)生單元2輸出的基波電壓頻率數(shù)據(jù)為50Hz、400Hz或1000Hz；

電壓幅值信號(hào)發(fā)生單元1輸出的電壓幅值數(shù)據(jù)為0-5V。

顯示單元用于根據(jù)其接收到的告警信號(hào)對使用者進(jìn)行報(bào)警和錯(cuò)誤提示，并用于顯示電壓幅值數(shù)據(jù)、電壓增益數(shù)據(jù)、電壓有效值隨信號(hào)合成處理單元6接收到電壓幅值信號(hào)和諧波電壓頻率信號(hào)變化的波形和總諧波失真率數(shù)據(jù)。

本實(shí)用新型所述的電壓信號(hào)發(fā)生裝置設(shè)置有信號(hào)預(yù)處理單元，當(dāng)信號(hào)預(yù)處理單元接收到的采樣頻率數(shù)據(jù)小于或等于諧波電壓頻率數(shù)據(jù)與基波電壓頻率數(shù)據(jù)的差值的2倍時(shí)，其向顯示單元發(fā)送告警信號(hào)，顯示單元根據(jù)告警信號(hào)對使用者進(jìn)行報(bào)警和錯(cuò)誤提示，解決了當(dāng)輸入?yún)?shù)之間不滿足香農(nóng)采樣定理時(shí)，現(xiàn)有電壓信號(hào)發(fā)生裝置不具備錯(cuò)誤提示的功能的問題。

附圖說明

在下文中將基于實(shí)施例并參考附圖來對本實(shí)用新型所述的電壓信號(hào)發(fā)生裝置進(jìn)行更詳細(xì)的描述，其中：

圖1是實(shí)施例所述的電壓信號(hào)發(fā)生裝置的結(jié)構(gòu)示意圖。

具體實(shí)施方式

下面將結(jié)合附圖對本實(shí)用新型所述的電壓信號(hào)發(fā)生裝置作進(jìn)一步說明。

實(shí)施例：下面結(jié)合圖1詳細(xì)地說明本實(shí)施例。

本實(shí)施例所述的電壓信號(hào)發(fā)生裝置包括電壓幅值信號(hào)發(fā)生單元1、基波電壓頻率信號(hào)發(fā)生單元2、諧波電壓頻率信號(hào)發(fā)生單元3、采樣信息發(fā)生單元4、信號(hào)預(yù)處理單元5、信號(hào)合成處理單元6、信號(hào)合成轉(zhuǎn)換單元7和顯示單元8；

電壓幅值信號(hào)發(fā)生單元1的電壓幅值信號(hào)輸出端同時(shí)與信號(hào)預(yù)處理單元5的電壓幅值信號(hào)輸入端和信號(hào)合成轉(zhuǎn)換單元7的電壓幅值信號(hào)輸入端相連，基波電壓頻率信號(hào)發(fā)生單元2的基波電壓頻率信號(hào)輸出端同時(shí)與信號(hào)預(yù)處理單元5的基波電壓頻率信號(hào)輸入端和信號(hào)合成轉(zhuǎn)換單元7的基波電壓頻率信號(hào)輸入端相連，諧波電壓頻率信號(hào)發(fā)生單元3的諧波電壓頻率信號(hào)輸出端同時(shí)與信號(hào)預(yù)處理單元5的諧波電壓頻率信號(hào)輸入端和信號(hào)合成轉(zhuǎn)換單元7的諧波電壓頻率信號(hào)輸入端相連，采樣信息發(fā)生單元4的采樣信息輸出端同時(shí)與信號(hào)預(yù)處理單元5的采樣信息輸入端和信號(hào)合成轉(zhuǎn)換單元7的采樣信息輸入端相連；

信號(hào)預(yù)處理單元5的告警信號(hào)輸出端與顯示單元8的告警信號(hào)輸入端相連，信號(hào)預(yù)處理單元5的電壓合成轉(zhuǎn)換信號(hào)輸出端與信號(hào)合成轉(zhuǎn)換單元7的電壓合成轉(zhuǎn)換信號(hào)輸入端相連，信號(hào)預(yù)處理單元5的電壓幅值信號(hào)輸出端、基波電壓頻率信號(hào)輸出端、諧波電壓頻率信號(hào)輸出端、采樣信息輸出端和總諧波失真率數(shù)據(jù)輸出端分別與信號(hào)合成處理單元6的電壓幅值信號(hào)輸入端、基波電壓頻率信號(hào)輸入端、諧波電壓頻率信號(hào)輸入端、采樣信息輸入端和總諧波失真率數(shù)據(jù)輸入端相連；

信號(hào)合成處理單元6的電壓幅值信號(hào)輸出端、電壓增益信號(hào)輸出端、電壓有效值隨信號(hào)合成處理單元6接收到電壓幅值信號(hào)和諧波電壓頻率信號(hào)變化的波形信號(hào)輸出端和總諧波失真率數(shù)據(jù)輸出端分別與顯示單元8的電壓幅值信號(hào)輸入端、電壓增益信號(hào)輸入端、所述波形信號(hào)的輸入端和總諧波失真率數(shù)據(jù)輸入端相連；

信號(hào)合成轉(zhuǎn)換單元7的電壓信號(hào)輸出端與待校準(zhǔn)儀器的電壓信號(hào)輸入端相連；

所述采樣信息包括采樣頻率信息和采樣時(shí)間信息；

當(dāng)信號(hào)預(yù)處理單元5接收到的采樣頻率數(shù)據(jù)大于諧波電壓頻率數(shù)據(jù)與基波電壓頻率數(shù)據(jù)的差值的2倍時(shí)，信號(hào)預(yù)處理單元5向信號(hào)合成轉(zhuǎn)換單元7發(fā)送電壓合成轉(zhuǎn)換信號(hào)，同時(shí)，信號(hào)預(yù)處理單元5根據(jù)其接收到的基波電壓頻率數(shù)據(jù)和諧波電壓頻率數(shù)據(jù)計(jì)算總諧波失真率，并將計(jì)算得到的總諧波失真率數(shù)據(jù)以及其接收到的電壓幅值信號(hào)、基波電壓頻率信號(hào)、諧波電壓頻率信號(hào)和采樣信息發(fā)送至信號(hào)合成處理單元6，否則，信號(hào)預(yù)處理單元5向顯示單元8發(fā)送告警信號(hào)；

信號(hào)合成轉(zhuǎn)換單元7根據(jù)其接收到的電壓合成轉(zhuǎn)換信號(hào)、電壓幅值信號(hào)、基波電壓頻率信號(hào)和諧波電壓頻率信號(hào)合成電壓信號(hào)，并根據(jù)采樣信息對該電壓信號(hào)進(jìn)行模數(shù)轉(zhuǎn)換，并將其發(fā)送至待校準(zhǔn)儀器；

信號(hào)合成處理單元6根據(jù)其接收到的電壓幅值信號(hào)、基波電壓頻率信號(hào)和諧波電壓頻率信號(hào)合成電壓信號(hào)，對該電壓信號(hào)進(jìn)行處理得到電壓幅值信號(hào)、電壓增益信號(hào)以及電壓有效值隨信號(hào)合成處理單元6接收到電壓幅值信號(hào)和諧波電壓頻率信號(hào)變化的波形信號(hào)，根據(jù)采樣信息對處理得到電壓幅值信號(hào)、電壓增益信號(hào)和所述波形信號(hào)進(jìn)行模數(shù)轉(zhuǎn)換，并將轉(zhuǎn)換后的電壓幅值信號(hào)、電壓增益信號(hào)、所述波形信號(hào)以及其接收到的總諧波失真率數(shù)據(jù)發(fā)送至顯示單元8；

基波電壓頻率信號(hào)發(fā)生單元2輸出的基波電壓頻率數(shù)據(jù)為400Hz；

諧波電壓頻率信號(hào)發(fā)生單元3輸出的諧波電壓頻率數(shù)據(jù)為基波電壓頻率信號(hào)發(fā)生單元2輸出的基波電壓頻率數(shù)據(jù)的N倍，2≤N≤64，N為偶數(shù)；

電壓幅值信號(hào)發(fā)生單元1輸出的電壓幅值數(shù)據(jù)為0-5V。

在本實(shí)施例中，電壓幅值信號(hào)發(fā)生單元、基波電壓頻率信號(hào)發(fā)生單元、諧波電壓頻率信號(hào)發(fā)生單元和采樣信息發(fā)生單元均分別基于74HC系列的芯片實(shí)現(xiàn)，信號(hào)預(yù)處理單元基于74LS系列的芯片實(shí)現(xiàn)，信號(hào)合成處理單元和信號(hào)合成轉(zhuǎn)換單元均分別基于DDS系列芯片實(shí)現(xiàn)；

在軟件方面，本實(shí)施例所述的電壓信號(hào)發(fā)生裝置利用現(xiàn)有的虛擬儀器技術(shù)、數(shù)字合成技術(shù)和加漢寧窗函數(shù)的快速傅里葉變換技術(shù)合成400Hz基波和包含2-64次諧波信號(hào)在內(nèi)的復(fù)雜信號(hào)，能夠滿足當(dāng)今軍工和航空領(lǐng)域的應(yīng)用要求。

本實(shí)施例所述的電壓信號(hào)發(fā)生裝置的硬件少、體積小、操作簡單、測試方便、功能豐富、結(jié)果清晰直觀、可移植性強(qiáng)，是實(shí)驗(yàn)室測試和現(xiàn)場測試中理想的中頻信號(hào)發(fā)生器。

雖然在本文中參照了特定的實(shí)施方式來描述本實(shí)用新型，但是應(yīng)該理解的是，這些實(shí)施例僅是本實(shí)用新型的原理和應(yīng)用的示例。因此應(yīng)該理解的是，可以對示例性的實(shí)施例進(jìn)行許多修改，并且可以設(shè)計(jì)出其他的布置，只要不偏離所附權(quán)利要求所限定的本實(shí)用新型的精神和范圍。應(yīng)該理解的是，可以通過不同于原始權(quán)利要求所描述的方式來結(jié)合不同的從屬權(quán)利要求和本文中所述的特征。還可以理解的是，結(jié)合單獨(dú)實(shí)施例所描述的特征可以使用在其他所述實(shí)施例中。