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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




                
            合成正弦波的频率为f=(FC/2N)fc。可见,调整相位增量FC/2N或时钟频率fc的大小都可以达到调整输出波形频率的目的。一般DDS技术都采用固定fc、调节相位增量的方法。这是因为相位增量均匀可调,生成波形频率分辨率高。只要提高N的大小,就可以无限次提高频率分辨率,这样,生成的正弦波频率连续可调且频率分辨率高。而fc一般通过将基频分频得到,调节分频系数并不能连续调整fc,得到的频率只能离散不均匀地分布在整个频率空间。举个例子,基频为62.5KHz,要产生6KHz的fc,分频系数选用10或11,得到fc为6250Hz或5681Hz。这种方法频率分辨率为fr=fc/N(N+1),在N从10变到11时,fr=568Hz;N从1000变到1001时,fr=0.0624Hz。在高频部分,频率连续性很差,在低频部分,频率连续性还是不错的。
               
            但是通过观察固定fc、调节相位增量的方法,就会发现其分辨率为fr=fc/2N,如果提高分辨率,就必须增加N值,这样,就需要容量为2N的LUT,占用大量的存储空间。解决的方法可以采用PR的数据宽度大于LUT地址宽度的方法,但这样势必会引进相位截尾误差。
               
            本设计中,由于合成正弦波频率较低,采用了固定相位增量,调节时钟频率fc的方法来调节频率。时钟信号由中断产生,采用定时器中断作为中断源。实际上工作的fc由单片机工作的时钟分频得来,单片机定时器计数频率高达1MHz,所以频率分辨率极高。调节fc实现起来也很简单,只用改变定时器定时值就可中断间隔,从而达到调整fc的目的。单片机中断程序的流程如图4所示。在设计中,每个正弦波周期平均取64个相位点,每个点采用8位精度。单片机选用普通的51单片机,晶振选用12MHz,DAC选用8位的DAC0832。电路中,单片机将合成的正弦信号幅值数据依次从P1口输出。然后经过双极性D/A转换,在经过一个三阶Butterworth滤波器滤波后就得到了频率可调的正弦信号。通过实验,得到了25Hz、50Hz和100Hz等各个频率的正弦波,得到的波形良好,频率误差不超过0.1%,经过滤波后得到的正弦波谐波分量小于1%,总体满足了要求。
            结语
               
            总体来说,这种实现变频电源的方法简单可行,调试、维护都很方便,得到的波形也很理想,谐波含量低,频率准确度高,并且能够实现频率连续可调。但是,这种方法也有一个很大的局限性,即受到功放模块的放大限制。输出功率比较小,比较适合用在对功率要求不高的场合,比如一些测量仪器,智能仪器需要的变频电源。

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