【doc】交流数控信号源的设计

【doc】交流数控信号源的设计 交流数控信号源的设计 2006年9月 第21卷第5期 渭南师范学院 JournalofWeinanTeachersCollege Sept.2006 VoI.21NO.5 交流数控信号源的设计 习贵民,李效斌 (1渭南师范学院计算机科学系,陕西渭南714000;2渭南供电局用电营销部,陕西渭南714000) 摘要:校正用交流电源在电力行业有重要的应用.该电源设计采用单片机实现,遵照电力行业.实现频率 0.01Hz,相移0.1度的控制,且信号幅值连续.控制的频率和相位偏移误差均达到了1O,,稳定度达到了0.05.可作为电 能校验的信号源.也可用于电力系统按频率自动减负荷设备的调试等. 关键词:交流信号源;数字控制;设计 中圈分类号:TP311文献标识码:A文章编号:1009--5128(2006)05一OO29一O2 收稿日期:2005—12一l】 作者简介:习贵民(1959一),男,陕西澄城人,渭南师范学院计算机科学系讲师. 在电力系统中,用于校验电能表的信号源,发展经历了电工源阶段,电子源阶段和数控源阶段.数控源 的是通过数字波形的合成输出交流信号,因实现原理不同,造价,体积差异较大,应用场合受到限制. 为此,我们对数控交流信号源进行了研究和设计,使数字波形合成技术更加优化,完成了样机的生产和调 试.指标符合设计要求. 1交流数控信号源的原理 (1主要技术指标.表1为交流数控信号源的主要技术指标,该信号源设计为满足电能表鉴定使用.设 计等级0.05.监视仪器技术要求:电压,电流,频率监视用表准确度等级0.5级,相位监视用表准确度等级1. 0级. 表1信号源设计主要指标 (2)信号源的组成框图. 图1信号源组成框图 ? 3O?习责民,等:程控校正用交流电源的设计与实现第2l卷 图1为信号源的组成框图,信号源的主要电路单元有,频率凋节脉冲生成器,相位调节波形合成器,输 出驱动电路和显示控制电路组成.频率调节脉冲产生器的功能,是在微处理器控制下,产生频率可调的脉 冲.达到精度0,01Hz的频率可控.提供波形合成器数控的频率脉冲源,同步电路的功能是实现两路信号或 多路信号的同步控制,保证相位的数控精度.波形合成器的功能是完成相位精度0,l度的数字波形合成, 通过微处理器可对输出信号的相位进行数字调节,经D/A转换和运算放大.形成频率相位可控的交流信 号.输出驱动电路实现指标要求的信号幅度和功率.显示控制电路的功能是实现信号源的数字控制和参数 显示. 2信号源主要部分的设计原理 (1)波形合成器设计原理. 图2波形合成器设计原理 图2为波形合成器的设计原理框图.由频率调节器输出的脉冲信号,经同步电路控 制到3600自动计数 器,微处理通过控制计数器的初值可实现相位的调节.计数器输出控制信号驱动数字波形的数值输出,经 D/A转换输出模拟信号.数字波形的数据按照0.1度的细度保存.D/A转换器件采用AD767器件,运算放 大器采用OPA548器件,实现信号的平滑输出. (2)频率调节原理. 图3频率调节设计原理 图3为频率调节脉冲产生器的组成框图.分频器输出50Hz的脉冲信号,当微处理器改变5000倍频器 的倍频系数时.72/100分频器的输出正好与波形的合成同步,例如:当微处理器设置的倍频系数为4999 时,合成波形的频率正好为49.99Hz,从而实现了频率的准确调节. 4信号源简易控制面板设计 图4信号源的简易控制板功能 图4是信号源的简易控制面板设计,通过面板可以实现频率和相位的精确控制,频率精度0.01Hz,相 位精度0.】度,输出电压信号幅度控制,输出电流信号的大小控制.交流程控信号源的设计实现了在计量 电能表方面对信号源的频率,相位,电流,电压幅度可细调的要求,达到高稳定度的输出.(下转第47页) 2006年第5期渭南师范学院?47? RobiniaXylemEmbolismandItsEcophysiologicalCharacteristics ZHANGDan,.ZHANGShuo—xin (1CollegeofForestry,NorthwestScienceand TechnologyUniversityofAgricultureandForestry,Yangling712100.China; 2WeinanTeachersCollege,Weinan714000,China) Abstract:Undertheconditionofdifferentsoilhumidityandmeasuringtime,aseriesofecophy siologicalindexes,such asnetphotosyntheticrate,transpirationrate,stomatalconductance,theflowofwater,atmospherictemperature.relative humidity,photosyntheticavailableradiation,andhydraulicconductivityaremeasuredinordertOfindthefactorswhich causerobiniaxylemembolism.Theresultsshowthatlossofhydraulicconductivityofrobiniaxylemembolismisdifferent undertheconditionofdifferentsoilhumidityandlossofhydraulicconductivityisrelatedwithnetphotosyntheticrate, transpirationrate,stomatalconductance,theflowofwater,atmospherictemperature,relativehumidity,photosynthetic availableradiation,andhydraulicconductivity. Keywords:ecophysiologicalindexes;xylemembolism;lossofhydraulicconductivity (上接第30页) 4结束语 样机在某公司的的电能校表设备中使用,精度满足要求,在使用中,信号输出的驱 动能力进行了调整, 增加了接口能力,使用性能稳定.样机控制设计简单,有进一步改进的必要.该数控 交流信号源在设计时考 虑了组合应用的功能,将电路作扩展后,可用于三相校表源,也可用于组成按频率 自动减负荷装置的调试 信号源. 参考资料: [13谢筑森.单片机开发与典型应用设计[M].北京:中国科学技术出版社,1997. [23潘永雄.新编单片机原理与应用[M].西安:西安电子科技大学出版社,2003. [责任编辑牛怀岗] ThedesignofACsourceofdigitalcontrolled XIGui—rain.LIXiao—bin (1DepartmentofComputerScience,WeinanTeachersCollege,Weinan71"4000,China; (2MarketingOfficeofWeinanElectricPowerSupplySystem.shanxiWeinan714000China) Abstract:TheproofreadofAC(AlternatingCurrent)sourceisveryimportantinpowersupply system.The singlechipissetinitand,basedonStandardsofPowerSupply,whenfrequencychangeis0.O1Hzandphaseshiftis0.1 degree,thesignalamplitudevalueissuccessive.Whenerrorofthefrequencyandphaseshiftis10—5,itsstabilityis0. O5%.Itcanbeusedincheckoutofelectrickilowatt— hourmeterandautomaticfrequencyload—droppingdebuginpower supplysystem. Keyword:ACsource;digitalcontrolling;design