[实用新型]一种高精度三相正弦信号发生器

说明书

技术领域

本实用新型涉及一种三相正弦信号发生器。

背景技术

在自动控制系统和测量领域中，三相正弦信号发生器是一种应用非常广泛的信号源。例如程控式电能表校验装置，其基本测量原理是：由功率源产生每个校验点信号，标准表与被校表同时对每个校验点信号进行电能测量，由标准表计算来得到被校表的误差值。从上面的测量原理中可以看出，功率源产生的信号精度与稳定度，波形失真度和对工频的抑制能力等对校验结果有很大的影响，三相正弦信号源可以满足这一要求。

传统的设计方法采用直接模拟合成方法以及采用锁相环（PLL）技术等方法设计的信号发生器在功能、精度、带负载能力、三相对称度等方面均存在缺陷和不足。

实用新型内容

本实用新型为了解决现有的三相正弦信号发生器所输出的基准正弦信号的幅值和频率稳定性差、精度低、带负载能力差，三相对称度不好的问题，进而提供了一种高精度三相正弦信号发生器。

本实用新型为解决上述技术问题采取的技术方案是：

一种高精度三相正弦信号发生器，所述三相正弦信号发生器包括通过键盘、液晶显示屏、单片机、FPGA、三路D/A转换电路、三路滤波电路、三路调幅电路和三路功率放大电路；通过键盘输入所需频率和幅度给单片机，液晶显示屏被用于显示通过键盘输入的三相正弦信号的频率和幅度，单片机的显示信号输出端与液晶显示屏输入端连接；单片机用于产生频率、相位和幅度的控制字并将其传递给FPGA，FPGA用于产生数字形式的三相正弦波形，并将数字形式的三相正弦波形分别传递给相应的一路D/A转换电路；三路D/A转换电路将数字形式的三相正弦波形转分别换成模拟信号，三路模拟信号依次通过滤波电路、调幅电路和功率放大电路后，输出频率范围在2Hz～100KHz、精度为千分之一至千分之五的三相正弦波信号。

所述调幅电路包括AD835芯片和分档电路构成；分档电路包括电阻R1、电阻R2、电阻R3、电阻R4、电阻R5、电阻R6、电源和旋转开关；电阻R1的一端同时连接AD835的Z端口（AD835的4脚）和旋转开关的动触点，电阻R1的另一端连接电源负极，接旋转开关的第一静触点连接电源正极，电阻R2的一端连接旋转开关的第二静触点，电阻R2的另一端连接电源正极，电阻R3的一端连接旋转开关的第三静触点，电阻R3的另一端连接电源正极，电阻R4的一端连接旋转开关的第四静触点，电阻R4的另一端连接电源正极，电阻R5的一端连接旋转开关的第五静触点，电阻R5的另一端连接电源正极，电阻R6的一端连接旋转开关的第六静触点，电阻R6的另一端连接电源正极。

所述功率放大电路包括电阻R7、电阻R8、电阻R9、电阻R10、电阻R11、电阻R12、运算放大器AD811、缓冲器BUF634、电容C1和电容C2；电阻R7的一端与地相连，另一端连接运算放大器AD811的-IN端口（AD811的2脚）；电阻R8的一端与地相连，另一端连接运算放大器AD811的+IN端口（AD811的3脚）；电阻R9为滑动变阻器，电阻R9一端连连接运算放大器AD811的-IN端口（AD811的2脚），电阻R9另一端同时连连接运算放大器AD811的OUTPUT端口（AD811的6脚）、电阻R10的一端，电阻R10的另一端连接缓冲器BUF634的Vin端口（BUF634的3脚）；电容C1并联在电阻R10的两端；电容C2的一端连接缓冲器BUF634的Vin端口（BUF634的3脚），电容C2的另一端接地；缓冲器BUF634P的Vo端口(BUF634P的6脚)连接电阻R11的一端，电阻R11的另一端与电阻R12的一端连接，电阻R12的另一端接地；运算放大器AD811（U1）通过±5V电压供电，缓冲器BUF634（U2）通过±5V电压供电。

用于给运算放大器AD811（U1）和缓冲器BUF634（U2）供电的-5V电压产生电路包括ICL7660芯片、电容C3、电容C4、电容C5和稳压管D1；ICL7660的V+端口（ICL7660的8脚）第8引脚接+5V电源；电容C3的阳极连接ICL7660的V+端口（ICL7660的8脚），C3的阴极接地；电容C4的阳极连接ICL7660的CAP+端口（ICL7660的2脚），电容C4的阴极连接ICL7660的CAP-端口（ICL7660的4脚）；电容C5的阳极连接稳压管D1的阳极，电容C5的阴极接地；稳压管D1的阴极连ICL7660的Vout端口（ICL7660的5脚），稳压管D1的阳极产生-5V电压。

所述FPGA采用的是Altera公司生产的cycloneIV E系列EP4CE6E22C8芯片。