[实用新型]一种同步调解器以及包含此同步解调器的功率标准源

说明书

技术领域

本实用新型涉及变频变量的校准设备领域，特别地，涉及一种同步调解器以及包含此同步解调器的功率标准源。

背景技术

变频器作为变频调速系统的电源，应用日益广泛。如何准确测量变频器的损耗、效率和变频电机的损耗及效率，是变频调速技术亟待解决的重大课题。

电能的计量是直接关系到国计民生的大事，其计量水平的精度直接反映一个国家的工业水平的高低。电能的计量主要包括电压、电流的幅值、频率和电压与电流的相位角度及功率等的计量，主要依靠各种电压、电流、频率和功率传感器及仪表进行计量。而功率标准源则是产生标准电压、电流、频率和功率信号用以校准电压、电流、频率和功率传感器及仪表的标准级计量装置。

传统功率源有两种计算方式：(1)有效值法，采用有效值来测量输出，再反馈到控制器，这种方式仅仅用于纯正的正弦波时有效，而对于变频的电能计量，误差大；(2)离散傅里叶(DFT)变换法，此种方法可以计算出变频的电能计量中的各次谐波的幅值、频率及相位，但其采样时间长，计算量大，系统响应慢，幅度和相位也受频率点的精度影响。

因此，设计一种既能精确计算出变频的电能计量中的各次谐波的幅值、频率以及相位，又具有计算量小、系统反应快的功率标准源具有重要意义。

实用新型内容

本实用新型的第一目的在于提供一种同步解调器，具体技术方案如下：

一种同步解调器，包括余弦发生器、正弦发生器、第一内存器、MCU、第二内存器以及第三内存器；

所述余弦发生器与所述正弦发生器并列设置，且两者的输出端均与所述第一内存器的输入端连接；所述第一内存器的输出端与所述MCU的第一输入端连接；所述MCU的第二输入端与所述第三内存器的输出端连接；所述MCU的输出端与所述第二内存器的输入端连接；所述MCU内设有数字信号处理器DSP。

本实用新型的同步解调器整体结构精简，采用全数字信号处理方式，对整周期信号进行处理，提高了解算信号幅度和相位的精度；同步解调器能根据设定频率产生一系列余弦和正弦数据，从而实现同步对基波和各次谐波的幅值、相位以及频率进行调节，实用性强；MCU上设有数字信号处理器DSP，采用数字信号处理器DSP进行精确计算，采样时间短，计算量小，系统响应快。

本实用新型的第二目的在于提供一种功率标准源，包括用于设定幅值、频率以及相位的输入面板、控制器、功率放大器、负载、电流探头或电压探头、A/D变换器以及如上述的同步解调器；

所述控制器包括PID调节器以及DDS控制器；

所述输入面板的输出端分别与所述PID调节器的第一输入端、所述余弦发生器的输入端以及所述正弦发生器的输入端连接；所述第二内存器的输出端与所述PID调节器的第二输入端连接；

所述PID调节器的输出端与所述DDS控制器的输入端连接，所述DDS控制器的输出端与所述功率放大器的输入端连接，所述功率放大器的输出端与所述负载的输入端连接；

所述电流探头或电压探头设置在所述功率放大器与所述负载连接的线路上；所述电流探头或电压探头的输出端与所述A/D变换器的输入端连接，所述A/D变换器的输出端与所述第三内存器的输入端连接。

本实用新型的功率标准源没有采用传统电流/电压变送器作为反馈的方式，而是内部集成了相应的信号处理模块，使系统变得更紧凑；采用内部集成的方式后，可以充分利用系统的其它已知信息，比如“设定频率”等信息，这就为采用同步解调的方法创造了条件。

本实用新型的功率标准源中采用同步解调的方式，相对DFT的方式，它仅对反馈回来的信号在“设定频率”(系统需要的)解算出相应的幅度和相位等，而不是一概都去解算，因此大大降低了计算量。

本实用新型的功率标准源包括用于设定幅值、频率以及相位的输入面板、控制器、功率放大器、负载、电流探头或电压探头、A/D变换器以及同步解调器，控制器包括PID调节器以及DDS控制器，同步解调器包括余弦发生器、正弦发生器、第一内存器、MCU、第二内存器以及第三内存器，整体结构精简；同步解调器包括余弦发生器、正弦发生器，能根据设定频率产生一系列余弦和正弦数据，从而实现同步对基波和各次谐波的幅值、相位以及频率进行调节，实用性强；MCU上设有数字信号处理器DSP，采用数字信号处理器DSP进行精确计算，采样时间短，计算量小，系统响应快。

除了上面所描述的目的、特征和优点之外，本实用新型还有其它的目的、特征和优点。下面将参照图，对本实用新型作进一步详细的说明。

附图说明