[發明專利]用于生成正弦波的裝置和方法

在審

• 申請號: 201710060884.3
• 申請日: 2017-01-25
• 公開（公告）號: CN107872201A
• 公開（公告）日: 2018-04-03
• 發明（設計）人: 樸宰玄;郭相勛;姜健洙
• 申請（專利權）人: 現代自動車株式會社
• 主分類號: H03B28/00
• 分類號: H03B28/00;G06F1/02
• 代理公司: 北京路浩知識產權代理有限公司11002
• 代理人: 趙愛玲,張晶

技術領域

本公開涉及一種用于生成正弦波的裝置和方法。更特別地，本公開涉及一種用于使用簡單的電路結構來生成高質量正弦波的裝置和方法。

背景技術

通常，控制電路出于各種目的需要高質量的正弦波。例如，將用于驅動傳感器的激勵信號輸入到分解器電路以用于檢測環保汽車中的驅動馬達的位置信息。馬達的位置信息的精度取決于輸入到分解器電路中的正弦波的穩定性和質量，并且精確的位置信息對于增強馬達控制是不可缺少的。

然而，數字電路只能生成根本上由0(零)和1組成的方波，但不能直接生成正弦波。因此，數字電路被構造為從方波生成正弦波。

本部分公開的內容提供本發明的背景。申請人注意到，本部分可能包含本申請之前可獲得的信息。但是，通過提供本部分，申請人不承認包含在本部分中的任何信息構成現有技術。

發明內容

本公開的一方面提供一種用于通過簡單的電路結構生成高質量正弦波的裝置和方法。

在諸如微控制器的數字電路中生成的方波經歷通過多個低通濾波器以生成正弦波。多級低通濾波器使電路結構復雜化，并且可能導致除去二次諧波和三次諧波的低效率，這對信號失真具有很大影響，隨之產生的正弦波的質量劣化。

根據本公開的一方面，本公開提供一種用于生成正弦波的裝置，其包括：方波生成器，其用于生成頻率彼此不同的多個方波；組合電路，其用于將多個方波組合為合成波；以及濾波電路，其用于通過低通濾波器對合成波進行濾波。

在一個實施例中，多個方波可以包括：第一方波，其具有與目標正弦波的頻率相等的頻率；以及至少一個第二方波，其具有比第一方波的頻率更高的奇數頻率。

在另一實施例中，第一方波和第二方波可以是反相的。

在另一實施例中，組合電路可以包括：多個輸入端子，其用于分別接收多個方波；輸出端子，其連接到濾波電路的輸入端子；以及多個各自的電阻，其位于多個輸入端子和輸出端子之間。

在另一實施例中，組合電路可以在第二方波與第一方波組合之前，將第二方波的振幅減小第二方波與第一方波的頻率比。

在另一實施例中，濾波電路可以包括：輸入端子，其用于接收合成波；第一電阻，其連接到輸入端子；第一電容器，其連通在第一電阻和地之間；運算放大器，其具有反向輸入端子和與第一電阻連通的非反向輸入端子；第二電阻和第二電容器，該第二電阻和第二電容器彼此并聯連接在運算放大器的反向輸入端子和非反向輸出端子之間；第三電阻，其連接在運算放大器的反向輸入端子和地之間；以及電容器，其連接在運算放大器的輸出端子和濾波電路的輸入端子之間，運算放大器的輸出端子輸出正弦波。

在另一實施例中，該裝置可以進一步包括偏移電路，其用于將直流偏移電壓施加到從濾波電路輸出的正弦波。

在另一實施例中，偏移電路可以包括：多個分壓電阻，其連接在源電壓和地之間；以及輸出端子，其用于輸出正弦波，偏移電壓在多個分壓電阻之間的連接節點處被施加至該正弦波。

根據本公開的另一方面，本公開提供了一種用于生成正弦波的方法，其包括：生成第一方波和至少一個第二方波，該第一方波具有與目標正弦波的頻率相等的頻率，該至少一個第二方波具有比第一方波的頻率更高的奇數頻率；將第一方波和第二方波組合為一個合成波；以及通過低通濾波器對合成波進行濾波。

在一個實施例中，第一方波和第二方波可以是反相的。

在另一實施例中，該方法可以進一步包括將偏移電壓施加到在組合步驟中生成的正弦波。

在另一實施例中，組合步驟可以進一步包括在第二方波與第一方波組合之前，將第二方波的振幅減小第二方波與第一方波的頻率比。

根據如上所述的用于生成正弦波的裝置和方法，對應于諧波分量的方波預先產生，與具有基頻的方波組合，并被濾波以容易地除去諧波，而不使用多個濾波器。因為利用諸如微控制器的方波生成器在產生多個方波中的功能，所以可以簡化總電路，隨之產生沒有諧波的高質量正弦波信號。

因此，根據本公開的用于生成正弦波的裝置和方法由于其簡單的硬件組成而在經濟上是有利的。另外，該裝置和方法提供諧波可控的高質量正弦波，這可以有助于改進各種控制器的功能。

附圖說明

從以下結合附圖的詳細描述中，將更清楚地理解本發明的上述和其它特征以及其它優點，在附圖中：

圖1是解釋根據本公開的實施例的用于生成正弦波的裝置的框圖；

圖2是更詳細地描繪根據本公開的實施例的用于生成正弦波的裝置的電路圖；