[實用新型]高壓試驗電源數字式正弦波控制系統

有效

• 申請號: 200820054171.2
• 申請日: 2008-08-20
• 公開（公告）號: CN201255746Y
• 公開（公告）日: 2009-06-10
• 發明（設計）人: 羅安;楊曉;帥智康;徐先勇;羅卓偉;吳傳平
• 申請（專利權）人: 湖南大學
• 主分類號: G01R1/28
• 分類號: G01R1/28;G01R31/12
• 代理公司: 長沙正奇專利事務所有限責任公司
• 代理人: 馬 強

技術領域

本實用新型涉及一種數字式正弦波控制系統，特別是一種高壓試驗電源數字式正弦波控制系統。

背景技術

高壓試驗電源(High?Voltage?Test?Power?Supply，HVTPS)耐壓特性好，試驗范圍大，效率高，試驗裝置的重量和體積小，且具有試品上的電壓波形好，試品被擊穿后能自動脫諧保護等優點，具有廣闊的應用前景和巨大的研究價值。在當前的控制系統中，多采用模擬信號源以及單片機來控制，這種控制系統性能較為穩定。但是模擬信號源結構復雜，元器件多，如果出現故障，很難檢查出故障源，不易于維修；單片機指令復雜，不能滿足實時性和精度要求高的控制場合。

當前，出現了基于DDS技術的電路來代替傳統的模擬信號源，以美國TI公司的微控制器TMS320LF2407的DSP芯片為核心，產生純凈的，幅值頻率連續可調的正弦波。其中DDS是指直接數字頻率合成技術，是繼直接頻率合成和間接頻率合成之后發展起來的第三代頻率合成技術，主要通過數字控制方法從一個參考頻率源產生多種頻率。DDS具有高速頻率轉換、高分辨率、高穩定度、低相位噪聲，輸出信號易數字式調制等特點，并且是新型數字化高密度集成電路產品，因此可以用DDS構成高性能頻率合成波形信號源而取代傳統模擬信號源。與傳統的頻率合成器相比，DDS(Direct?Digital?Synthesizer)具有低成本、低功耗、高分辨率和快速轉換時間等優點。DSP最高主頻為40MHz，使得指令周期縮短到25ns，實時控制能力強。

實用新型內容

基于上述現有技術，本實用新型的目的是提供一種高壓試驗電源數字式正弦波控制系統，能以DSP處理模塊為核心集成了各種常用的外圍電路，能夠實現控制系統的可重構、可擴充和通用性；同時結合數字電位器，通過改變寫入數字電位器的控制字來達到變壓的目的，具有優良的實時信號處理性能。

本實用新型解決其技術問題所采用的技術方案是：該系統以DSP處理模塊為核心，還包括DDS正弦波生成模塊、幅值調節模塊、光電編碼器以及低通濾波模塊，其中光電編碼器接入DSP處理模塊的QEP模塊，DSP處理模塊的信號輸出端接入DDS正弦波生成模塊，DDS正弦波生成模塊再通過低通濾波模塊接入幅值調節模塊，所述幅值調節模塊同時與DSP處理模塊直接連接。

作為優選方案，上述DDS正弦波生成模塊采用AD公司的DDS芯片AD9832；所述幅值調節模塊采用的是數字電位器AD5235；所述DSP處理器模塊為德州公司的TMS320LF2407；所述正弦波的頻率、幅值控制字是通過對光電編碼器輸出脈沖個數進行計數得到；光電編碼器為海德(HEDSS)公司的ISL5805；低通濾波模塊為AD公司的OP-07。所述各模塊和編碼器等均可選用市售產品。

本實用新型使用時，首先通過DSP處理模塊中的QEP模塊對光電編碼器發出的脈沖個數進行統計，將其轉化為頻率控制字輸入DDS正弦波生成模塊中的DDS芯片，就可以得到正弦波，再通過低通濾波模塊后濾除高頻信號得到更加純凈的正弦波，再由與其連接的作為幅值調節模塊的數字電位器使所發的正弦波幅值產生變化，從而就得到了幅值、頻率連續可調的正弦波信號。

本實用新型的有益效果是：1)以TMS320LF2407型號的DSP處理芯片為核心，同時集成了常用的DSP外圍電路，將實時處理能力和控制器外設功能集于一身，為控制系統應用提供了一個理想的解決方案。2)采用DDS技術來代替傳統的模擬信號源，結構簡單、元器件數目少、易維護。3)采用數字電位器來改變所發正弦波的幅值，在硬件和軟件上易于實現。4)通過對光電編碼器輸出脈沖個數進行統計，將其轉化為正弦波的頻率或者幅值控制字來改變正弦波的頻率或者幅值，硬件結構簡單，程序容易實現。

綜上所述，本實用新型所述高壓試驗電源數字式正弦波控制系統具有優良的實時信號處理性能，能夠廣泛的應用于特高壓耐壓實驗、變頻器等領域。

附圖說明

圖1是本實用新型的結構框圖；

圖2是圖1中DSP處理模塊的接口連接圖；

圖3是所述系統應用在高壓試驗電源中的連接示意圖。

具體實施方式

下面結合附圖和實施例對本實用新型進一步說明。

參見圖1、2，本實施例中系統以TMS320LF2407芯片作為DSP處理模塊，連接有DDS正弦波生成模塊AD9832、作為幅值調節模塊的數字電位器AD5235、ISL5805型光電編碼器以及作為低通濾波模塊的AD公司的OP-07兩階有源低通濾波器。