專(zhuān)利名稱(chēng)：三相正弦波發(fā)生電路的制作方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本發(fā)明涉及一種三相正弦波發(fā)生電路，尤其適用在一些對(duì)精度要求較
高的領(lǐng)域的三相正弦波發(fā)生電路。
技術(shù)背景 一般的三相正弦波發(fā)生電路在其頻率控制和相位控制兩個(gè)方面難度 較大，需要采用相對(duì)復(fù)雜的線(xiàn)路來(lái)實(shí)現(xiàn)，而較為復(fù)雜的線(xiàn)路帶來(lái)會(huì)造成電路中的溫漂較大， 幅度對(duì)稱(chēng)性下降，電路難以調(diào)試，成本較高等問(wèn)題。 發(fā)明內(nèi)容本發(fā)明的目的在于避免現(xiàn)有技術(shù)的不足而提供的一種幅度嚴(yán)格對(duì)稱(chēng)、 失真度低、頻率穩(wěn)定性高、相位差穩(wěn)定、溫漂小、電路結(jié)構(gòu)簡(jiǎn)單、無(wú)需調(diào)試的三相正弦波發(fā)生 電路。 本發(fā)明采取的技術(shù)方案為高頻基準(zhǔn)時(shí)鐘與地址發(fā)生電路相連，產(chǎn)生地址信號(hào)，而 地址信號(hào)分為兩部分， 一部分送到EEPROM存儲(chǔ)器，作為存儲(chǔ)器的讀取數(shù)據(jù)的地址，另一部 分送到多通道D/A轉(zhuǎn)換器，作為多通道D/A轉(zhuǎn)換器的通道選擇，將EEPROM存儲(chǔ)器送過(guò)來(lái)的 各相(路)正弦波數(shù)據(jù)在與外部基準(zhǔn)電壓相接的多通道D/A轉(zhuǎn)換器中還原并分離出來(lái)，三 相(路)正弦波再分別經(jīng)過(guò)各自的濾波器，得到低失真度的三相(路)正弦波。
本發(fā)明的有益效果是本發(fā)明輸出的三相正弦波具有幅度嚴(yán)格對(duì)稱(chēng)、失真度低、頻 率穩(wěn)定性高、相位差穩(wěn)定、溫漂小、電路結(jié)構(gòu)簡(jiǎn)單、無(wú)需調(diào)試、成本低廉等優(yōu)點(diǎn)。本發(fā)明采用 純數(shù)字的方法，用相對(duì)簡(jiǎn)單的電路實(shí)現(xiàn)三相正弦波的生成、穩(wěn)壓，對(duì)各相正弦波之間的相位 差實(shí)現(xiàn)可編程控制，該電路還可以方便的擴(kuò)展到4相(路)，5相(路)，……，n相(路)。
其輸出信號(hào)可以做為三相正弦波逆變器的標(biāo)準(zhǔn)正弦波信號(hào)，也可做為同頻，相位差可調(diào)的 多路正弦波信號(hào)源。


圖l是本發(fā)明的電路原理框圖；
圖2是本發(fā)明的電路原理圖。 其圖中高頻基準(zhǔn)時(shí)鐘F 地址發(fā)生電路IC1 VDD腳16 GND腳8 RST腳11CLK 腳10 Q12腳1 Qll腳15 Q10腳14 Q9腳12 Q8腳13 Q7腳4 Q6腳2 Q5腳3Q4 腳5 Q3腳6 Q2腳7 Ql腳9 EEPROM存儲(chǔ)器電路IC2 VDD腳24 GND腳12CE腳18 0E腳20 WE腳21 A8腳23 A7腳1 A6腳2 A5腳3 A4腳4 A3腳5A2腳6 Al腳7 AO腳8 A10腳19 A9腳22 DQ7腳17 DQ6腳16 DQ5腳15DQ4腳14 Q3腳13 DQ2 腳11 DQ1腳10 DQO腳9 多通道D/A轉(zhuǎn)換電路IC3 VSS腳3VDD腳22 VRB腳4 VRA 展卩5 VRD展卩20 VRC展卩21 AGND展卩6 DGND展卩7 LDAC展卩8DB7展卩9 DB6展卩10 DB5展卩 11 DB4展卩12 DB3展卩13 DB2展卩14 DB1展卩15 DBO展卩16WR展卩17 Al展卩18 AO展卩19 V0A展P2 V0B腳1 V0C腳24 VOD腳23外部基準(zhǔn)電壓Vref A運(yùn)算放大電路IC4A 同 相輸入腳3正電源腳4反相輸入腳2輸出腳1第一電阻R1第二電阻R2第三電阻R3 第四電阻R4第一電容C1第二電容C2 B運(yùn)算放大電路IC4B同相輸入腳5反相輸入腳 6輸出腳7第五電阻R5第六電阻R6第七電阻R7第八電阻R8第三電容C3第四 電容C4 C運(yùn)算放大電路IC4C同相輸入腳IO負(fù)電源腳11反相輸入腳9輸出腳8第 九電阻R9 第十電阻RIO 第i^一電阻R11第十二電阻R12 第五電容C5 第六電容C5 A相輸出端Voutl B相輸出端Vout2C相輸出端Vout3
以下結(jié)合附圖及最佳實(shí)施例對(duì)本發(fā)明的技術(shù)方案作進(jìn)一步詳述。
具體實(shí)施方式
參照?qǐng)Dl，本發(fā)明實(shí)施例由高頻基準(zhǔn)時(shí)鐘與地址發(fā)生電路相接，地址 發(fā)生電路的輸出分別與EEPR0M存儲(chǔ)器和多通道D/A轉(zhuǎn)換電路相接，EEPROM存儲(chǔ)器的輸出 與多通道D/A轉(zhuǎn)換電路相接，與外部基準(zhǔn)電壓相接的多通道D/A轉(zhuǎn)換電路的三路輸出經(jīng)過(guò) 各自的濾波器分別接A相輸出、B相輸出、C相輸出組成。也就是把輸入高頻基準(zhǔn)時(shí)鐘與地 址發(fā)生電路相連，產(chǎn)生地址信號(hào)，而地址信號(hào)分為兩部分， 一部分送到EEPROM存儲(chǔ)器，作為 存儲(chǔ)器的讀取數(shù)據(jù)的地址，另一部分送到多通道D/A轉(zhuǎn)換器，作為多通道D/A轉(zhuǎn)換器的通道 選擇，將EEPROM存儲(chǔ)器送過(guò)來(lái)的各相(路)正弦波數(shù)據(jù)在與外部基準(zhǔn)電壓相接的多通道 D/A轉(zhuǎn)換器中還原并分離出來(lái)，三相(路)正弦波再分別經(jīng)過(guò)各自的濾波器，得到低失真度 的三相(路)正弦波。本發(fā)明實(shí)施例電原理圖，參照?qǐng)D2，在輸入端用一個(gè)精度比較高的頻 率信號(hào)作為基準(zhǔn)時(shí)鐘，比如RC振蕩電路等，也可用陶瓷振蕩器，為了獲得更高的穩(wěn)定性，最 好采用晶體諧振器，這為已知技術(shù)，在圖2中未畫(huà)出，這里不再贅述。地址發(fā)生電路IC1的 VDD腳16接+5V， GND腳8、 RST腳11接地，CLK腳10接高頻基準(zhǔn)時(shí)鐘F， EEPROM存儲(chǔ)器電 路IC2的VDD腳24接+5V，GND腳12、CE腳18、0E腳20、WE腳21接地，EEPROM存儲(chǔ)器電路 IC2的A8腳23、 A7腳1、A6腳2、A5腳3、A4腳4、 A3腳5、A2腳6、A1腳7、 AO腳8、A10腳 19、A9腳22分別與地址發(fā)生電路IC1的Q12腳1、Q11腳15、Q10腳14、Q9腳12、Q8腳13、 Q7腳4、 Q6腳2、 Q5腳3、 Q4腳5、 Q3腳6、 Q2腳7相連，多通道D/A轉(zhuǎn)換電路IC3的VSS腳 3接-5V， VDD腳22接+15V， VRB腳4、VRA腳5、VRD腳20、VRC腳21接外部基準(zhǔn)電壓Vref ， AGND腳6、 DGND腳7、 LDAC腳8接地，多通道D/A轉(zhuǎn)換電路IC3的DB7腳9、 DB6腳10、 DB5 腳11、DB4腳12、DB3腳13、DB2腳14、DB1腳15、DB0腳16分別與EEPROM存儲(chǔ)器電路IC2 的DQ7腳17、 DQ6腳16、 DQ5腳15、 DQ4腳14、 DQ3腳13、 DQ2腳11、 DQ1腳10、 DQO腳9相 連，多通道D/A轉(zhuǎn)換電路IC3的WR腳17、A1腳18、A0腳19分別與地址發(fā)生電路IC1的Ql 腳9、Q2腳7、Q3腳6相連。所述的濾波器是由運(yùn)算放大電路以及電阻、電容組成。其中，A 運(yùn)算放大電路IC4A的正電源腳4接+15V，多通道D/A轉(zhuǎn)換電路IC3的VOA腳2通過(guò)第三 電阻R3與A點(diǎn)相連，A點(diǎn)通過(guò)第四電阻R4與A運(yùn)算放大電路IC4A的同相輸入腳3相連， A點(diǎn)通過(guò)第一電容CI與A運(yùn)算放大電路IC4A的反相輸入腳2相連，A運(yùn)算放大電路IC4A 的反相輸入腳2通過(guò)第一電阻Rl與外部基準(zhǔn)電壓Vref相連，反相輸入腳2通過(guò)第二電阻 R2與輸出腳1相連，同相輸入腳3通過(guò)第三電容C3接地，輸出腳1與A相輸出端Voutl相 連。多通道D/A轉(zhuǎn)換電路IC3的VOB腳1通過(guò)第七電阻R7與B點(diǎn)相連，B點(diǎn)通過(guò)第八電阻 R8與B運(yùn)算放大電路IC4B的同相輸入腳5相連，B點(diǎn)通過(guò)第三電容C3與B運(yùn)算放大電路 IC4B的反相輸入腳6相連，B運(yùn)算放大電路IC4B的反相輸入腳6通過(guò)第五電阻R5與外部 基準(zhǔn)電壓Vref相連，反相輸入腳6通過(guò)第六電阻R6與輸出腳7相連，同相輸入腳5通過(guò)第 四電容C4接地，輸出腳7與B相輸出端Vout2相連。C運(yùn)算放大電路IC4C的負(fù)電源腳11 接-15V，多通道D/A轉(zhuǎn)換電路IC3的VOC腳24通過(guò)第i^一電阻Rll與C點(diǎn)相連，C點(diǎn)通過(guò) 第十二電阻R12與C運(yùn)算放大電路IC4C的同相輸入腳10相連，C點(diǎn)通過(guò)第五電容C5與C 運(yùn)算放大電路IC4C的反相輸入腳9相連，C運(yùn)算放大電路IC4C的反相輸入腳9通過(guò)第九 電阻R9與外部基準(zhǔn)電壓Vref相連，反相輸入腳9通過(guò)第十電阻RIO與輸出腳8相連，同相 輸入腳10通過(guò)第六電容C6接地，輸出腳8與C相輸出端Vout3相連。
本發(fā)明的工作原理如下
高頻基準(zhǔn)時(shí)鐘的選用及計(jì)算圖1、圖2中所示的高頻基準(zhǔn)時(shí)鐘可選用任何振蕩電 路來(lái)實(shí)現(xiàn)，如晶體振蕩電路、RC振蕩電路、LC振蕩電路等，只是它們的穩(wěn)定度有所差異?；?準(zhǔn)時(shí)鐘頻率可用以下公式計(jì)算
Fosc = FoX2n 比如在圖2中，n = 12，如電路的輸出三相正弦波的頻率(以下稱(chēng)輸出頻率)Fo = lkHz，貝U :Fosc = Fo X 2n = 1kHz X 212 = 4096kHz = 4. 096MHz
式中Fosc為高頻基準(zhǔn)時(shí)鐘的時(shí)鐘頻率；
Fo為電路的輸出三相正弦波的頻率； 圖2中，4. 096MHz (設(shè)輸出頻率F = lkHz)的基準(zhǔn)時(shí)鐘經(jīng)地址發(fā)生電路IC1 二進(jìn)制
分頻后為Ql :2. 048MHz， Q2 :1. 024MHz， Q3 :512kHz， Q4 :256kHz， ......， Q12 :lkHz。其中Ql
用來(lái)作多同道D/A轉(zhuǎn)換電路的寫(xiě)輸入信號(hào)，Q2、 Q3作為多同道D/A轉(zhuǎn)換電路的通道選擇信 號(hào)，Q2Q3 = 00時(shí)，選通A通道；Q2Q3 = 01時(shí)，選通B通道；Q2Q3 = 10時(shí)，選通C通道；Q2Q3 =11未定義。 Q2Q3……Q12作為EEPROM存儲(chǔ)器的地址信號(hào)，事先寫(xiě)好數(shù)據(jù)的EEPROM存儲(chǔ)器在 電路中被接成只讀方式，地址信號(hào)Q2A3……Q12取值為00000000000 00111111111時(shí) 存的是A通道數(shù)據(jù)，OIOOOOOOOOO 01111111111時(shí)存的是B通道數(shù)據(jù)，10000000000 10111111111時(shí)存的是C通道數(shù)據(jù)。 A、B、C三個(gè)通道的數(shù)所分別通過(guò)多通道D/A轉(zhuǎn)換電路還原成三相正弦波信號(hào)再經(jīng) 過(guò)各自的低通濾波器輸出。 EEPROM存儲(chǔ)器中的數(shù)據(jù)有A通道數(shù)據(jù)、B通道數(shù)據(jù)、C通道數(shù)據(jù)。
A通道數(shù)據(jù)將正弦波0° 360°進(jìn)行512分頻采樣計(jì)算其幅值Di = sin(2X Ji Xi/512) X 127+128其中i = 0，1，2， ......，511。 B通道數(shù)據(jù)將正弦波120° 360° ，0° 119°進(jìn)行512分頻采樣計(jì)算其幅值Di = sin(2X ji X (i/512+O. 33333)) X 127+128其中i = 0， 1，2， ......，511。 C通道數(shù)據(jù)將正弦波240° 360° ，0° 239°進(jìn)行512分頻采樣計(jì)算其幅值Di = sin(2X ji X (i/512-O. 33333)) X 127+128其中i = 0， 1，2， ......，511。 將三個(gè)通道的數(shù)據(jù)分別寫(xiě)入EEPROM中各自的區(qū)域即可，源程序中的0. 33333代表 相位差12(T ，如修改這個(gè)數(shù)值，即可實(shí)現(xiàn)任意相位差的多路正弦波信號(hào)。本發(fā)明輸出的三 相(路)正弦波由于是源自于同一個(gè)高精度基準(zhǔn)時(shí)鐘、同一個(gè)電壓基準(zhǔn)，所以它們的頻率、 幅度都會(huì)嚴(yán)格的一致，并且絕對(duì)精度也很高。三相(路)正弦波的數(shù)字量化數(shù)據(jù)來(lái)自同一 只EEPROM存儲(chǔ)器，用的是相同的地址線(xiàn)，所以它們之間的相位差很好受控，如三路相位差 控制到120° ，則它們就是標(biāo)準(zhǔn)的三相正弦波，當(dāng)然也可以控制到其它角度，這全都取決于 EEPROM存儲(chǔ)器中所保存的數(shù)據(jù)，因此說(shuō)，各相(路)正弦波之間的相位差是可編程的，輸出 三相(路)都帶有各自的濾波器，只要調(diào)好整濾器，就可得到更低的失真度，由于三相(路) 輸出所帶的濾波器是完全對(duì)稱(chēng)的，它們對(duì)各自正弦波所造成的相移也是對(duì)稱(chēng)的，是可以相 互抵消的，因而不會(huì)對(duì)相位差帶來(lái)任何影響。
本發(fā)明電路主要器件說(shuō)明及選擇 圖1 、圖2中的EEPROM為電可擦除只讀存儲(chǔ)器；D/A為數(shù)字-模擬變換器；IC1為12級(jí)二進(jìn)制計(jì)數(shù)器，可用MOTOROLA公司的CD4040 ;IC2為256K EEPROM，可用Ateml公司的 AT28C256 ;IC3為4通道D/A轉(zhuǎn)換電路可用AD公司的AD7225 ;IC4為4運(yùn)算放大器電路可 用ST公司的LM324。 本發(fā)明元件參數(shù)(僅供參考)本圖中電阻和電容的取值與正弦波的頻率有關(guān)，如 本文中的1kHz的輸出頻率，可選R1 R12為10kHz, CI C6為2200pF。
權(quán)利要求
三相正弦波發(fā)生電路，其特征是它是高頻基準(zhǔn)時(shí)鐘與地址發(fā)生電路相連，產(chǎn)生地址信號(hào)，而地址信號(hào)分為兩部分，一部分送到EEPROM存儲(chǔ)器，作為存儲(chǔ)器的讀取數(shù)據(jù)的地址，另一部分送到多通道D/A轉(zhuǎn)換器，作為多通道D/A轉(zhuǎn)換器的通道選擇，將EEPROM存儲(chǔ)器送過(guò)來(lái)的各相正弦波數(shù)據(jù)在與外部基準(zhǔn)電壓相接的多通道D/A轉(zhuǎn)換器中還原并分離出來(lái)，三相正弦波再分別經(jīng)過(guò)各自的濾波器得到三相正弦波。
2. 根據(jù)權(quán)利要求l所述的三相正弦波發(fā)生電路，其特征是地址發(fā)生電路(IC1)的VDD 腳(16)接+5V，GND腳(8)、RSD腳(11)接地，CLK腳(10)接高頻基準(zhǔn)時(shí)鐘(F)，EEPROM存儲(chǔ) 器電路(IC2)的VDD腳(24)接+5V， GND腳(12) 、CE腳(18) 、0E腳(20) 、WE腳(21)接地， EEPROM存儲(chǔ)器電路(IC2)的A8腳(23) 、 A7腳(1) 、 A6腳(2) 、 A5腳(3) 、 A4腳(4) 、 A3腳(5) 、A2腳(6)、Al腳(7)、A0腳(8) 、A10腳(19) 、A9腳(22)分別與地址發(fā)生電路(IC1)的 Q12腳(1) 、Q11腳(15) 、Q10腳(14) 、Q9腳(12) 、Q8腳(13) 、Q7腳(4) 、Q6腳(2) 、Q5腳(3)、 Q4腳(5) 、 Q3腳(6) 、 Q2腳(7)相連，多通道D/A轉(zhuǎn)換電路(IC3)的VSS腳(3)接_5V， VDD 腳(22)接+15V，VRB腳(4) 、VRA腳(5) 、VRD腳(20) 、VRC腳(21)接外部基準(zhǔn)電壓(Vref)， AGND腳(6) 、DGND腳(7) 、LDAC腳(8)接地，多通道D/A轉(zhuǎn)換電路(IC3)的DB7腳(9) 、DB6 腳(10) 、DB5腳(11) 、DB4腳(12) 、DB3腳(13) 、DB2腳(14) 、DB1腳(15) 、DB0腳(16)分別 與EEPROM存儲(chǔ)器電路(IC2)的DQ7腳(17)、DQ6腳(16)、DQ5腳(15)、DQ4腳(14)、DQ3腳 (13)、DQ2腳(11)、DQ1腳(10)、DQ0腳(9)相連，多通道D/A轉(zhuǎn)換電路(IC3)的WR腳(17)、 Al腳(18) 、A0腳(19)分別與地址發(fā)生電路(IC1)的Ql腳(9) 、Q2腳(7) 、Q3腳(6)相連； A運(yùn)算放大電路(IC4A)的正電源腳(4)接+15V，多通道D/A轉(zhuǎn)換電路(IC3)的VOA腳(2) 通過(guò)第三電阻(R3)與A點(diǎn)相連，A點(diǎn)通過(guò)第四電阻(R4)與A運(yùn)算放大電路(IC4A)的同相 輸入腳(3)相連，A點(diǎn)通過(guò)第一電容(Cl)與A運(yùn)算放大電路(IC4A)的反相輸入腳(2)相 連，A運(yùn)算放大電路(IC4A)的反相輸入腳(2)通過(guò)第一電阻(Rl)與外部基準(zhǔn)電壓(Vref) 相連，反相輸入腳(2)通過(guò)第二電阻(R2)與輸出腳(1)相連，同相輸入腳(3)通過(guò)第三電 容(C3)接地，輸出腳(1)與A相輸出端(Voutl)相連；多通道D/A轉(zhuǎn)換電路(IC3)的VOB 腳(1)通過(guò)第七電阻(R7)與B點(diǎn)相連，B點(diǎn)通過(guò)第八電阻(R8)與B運(yùn)算放大電路(IC4B) 的同相輸入腳(5)相連，B點(diǎn)通過(guò)第三電容(C3)與B運(yùn)算放大電路(IC4B)的反相輸入腳(6) 相連，B運(yùn)算放大電路(IC4B)的反相輸入腳(6)通過(guò)第五電阻(R5)與外部基準(zhǔn)電壓 (Vref)相連，反相輸入腳(6)通過(guò)第六電阻(R6)與輸出腳(7)相連，同相輸入腳(5)通過(guò) 第四電容(C4)接地，輸出腳(7)與B相輸出端(Vout2)相連；C運(yùn)算放大電路(IC4C)的負(fù) 電源腳(11)接-15V，多通道D/A轉(zhuǎn)換電路(IC3)的VOC腳(24)通過(guò)第十一電阻(R11)與 C點(diǎn)相連，C點(diǎn)通過(guò)第十二電阻(R12)與C運(yùn)算放大電路(IC4C)的同相輸入腳(10)相連， C點(diǎn)通過(guò)第五電容(C5)與C運(yùn)算放大電路(IC4C)的反相輸入腳(9)相連，C運(yùn)算放大電 路(IC4C)的反相輸入腳(9)通過(guò)第九電阻(R9)與外部基準(zhǔn)電壓(Vref)相連，反相輸入腳 (9)通過(guò)第十電阻(R10)與輸出腳(8)相連，同相輸入腳(10)通過(guò)第六電容(C6)接地，輸 出腳(8)與C相輸出端(Vout3)相連。
全文摘要
本發(fā)明公開(kāi)了一種三相正弦波發(fā)生電路，它是高頻基準(zhǔn)時(shí)鐘與地址發(fā)生電路相連，產(chǎn)生地址信號(hào)，而地址信號(hào)分為兩部分，一部分送到EEPROM存儲(chǔ)器，作為存儲(chǔ)器的讀取數(shù)據(jù)的地址，另一部分送到多通道D/A轉(zhuǎn)換器，作為多通道D/A轉(zhuǎn)換器的通道選擇，將EEPROM存儲(chǔ)器送過(guò)來(lái)的各相正弦波數(shù)據(jù)在與外部基準(zhǔn)電壓相接的多通道D/A轉(zhuǎn)換器中還原并分離出來(lái)，三相正弦波再分別經(jīng)過(guò)各自的濾波器，得到低失真度的三相正弦波。本發(fā)明使輸出的三相正弦波具有幅度嚴(yán)格對(duì)稱(chēng)、失真度低、頻率穩(wěn)定性高、相位差穩(wěn)定、溫漂小、電路結(jié)構(gòu)簡(jiǎn)單、無(wú)需調(diào)試、成本低廉等優(yōu)點(diǎn)。
文檔編號(hào)H03B28/00GK101777872SQ200910117730
公開(kāi)日2010年7月14日 申請(qǐng)日期2009年12月15日 優(yōu)先權(quán)日2009年12月15日
發(fā)明者張自飛, 文世博, 王曉彤, 馬川喜 申請(qǐng)人:天水華天微電子股份有限公司