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一种利用DDS技术实现的变频电源
来源:本站整理  作者:佚名  2009-08-10 14:15:51



 传统变频电源的实现主要包括整流、逆变、滤波等几个部分,不管是设计还是调试、维护都十分不便。本文介绍一种利用DDS技术实现的变频电源。
               
            DDS芯片多为ASIC,采用硬件来实现其功能。其主要用在接收机本振、信号发生器、仪器、通信系统以及雷达系统中的信号生成。本文提出了一种利用单片机资源,以软件的方式来生成,并将其用于小功率测量电源,从而得到一种简单可行的变频电源方案。
            设计原理及结构
                为DDS技术的基本结构图,频率控制字FC(Frequence
            Control)控制合成波形频率。时钟源以频率fc发出脉冲。当一个脉冲到来时,N位相位寄存器PR(Phase
            Register)以步长FC增加。其结果作为查找表LUT(Look Up
            Table)的寻址地址。LUT内存有一个完整周期波形的数字幅值信息。每个LUT存储单元对应一个周期内的某一个相位点。查找表把输入的地址信息映射成合成波形的幅值信号,输入到DAC。经过DAC,就可以得到要合成的波形。FC实际上是每个时钟期间波形的相位增量,控制FC,就可以控制输出波形的频率。
               
            PR每经过2N/M个时钟周期后回到初始状态,对应的DAC也输出了一个波形。输出波形的周期为T=(2N/FC)Tc,频率为f=(FC/2N)fc。DDS的最小分辨率为fr=fc/2N。本设计利用单片机软件来实现DDS,整个设计的框架如图2所示。
               
            生成一个周期的正弦波幅值数据存在单片机的ROM中作为LUT,单片机控制时钟将每一个相位点的数据依次通过I/O口输出,调整每两个取样点的时钟间隔及相位,就可以控制每个周期的时长,从而达到频率可调的目的。从单片机I/O口输出的是数字信号,将该信号接DAC就可以合成正弦波,从而还原正弦信号。将得到的正弦波(准确的说应该是阶梯波)信号经过滤波器,就得到了质量很好,频率精度高的正弦信号。该信号还只是弱电信号,将该信号经过功率放大模块,就可以得到频率可调的正弦波了。
            实例介绍
               
            下面以设计的变频式接地电阻测量仪电源为例介绍整个方法。该电源要求输出波频率在25~100Hz可调、频率分辨率为1Hz、输出功率在100~1000W之间。

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