專利名稱：一種適用于電力系統(tǒng)的多諧波信號發(fā)生裝置的制作方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本實用新型涉及一種能產(chǎn)生基波和各次諧波的信號發(fā)生器，特別是適用于高壓電力系統(tǒng)的檢測領(lǐng)域的多諧波信號發(fā)生裝置。
背景技術(shù)：
隨著頻率合成理論和高速大規(guī)模集成電路的發(fā)展，作為一類重要儀器的信號發(fā)生器，在通信、檢測、導(dǎo)航等領(lǐng)域有著廣泛的應(yīng)用。特別是在高壓電力系統(tǒng)的檢測領(lǐng)域，常常需要模擬電網(wǎng)諧波的標(biāo)準(zhǔn)信號源對檢測設(shè)備的性能進(jìn)行校驗，例如高壓電力線路的相位檢測，避雷器的性能檢測，用戶電能表的校準(zhǔn)等。因此，研究一種參數(shù)可調(diào)的多諧波信號發(fā)生裝置將對高壓電力系統(tǒng)檢測設(shè)備的穩(wěn)定運行提供重要依據(jù)。具有重大的經(jīng)濟效益和應(yīng)用價值。

實用新型內(nèi)容本實用新型的目的就在于提供一種適用于電力系統(tǒng)的多諧波信號發(fā)生裝置，通過本實用新型能夠?qū)崿F(xiàn)通過模擬研究被測試試品在各種諧波作用下的各項性能參數(shù)，使被測試品更好的運用到電力系統(tǒng)中去。產(chǎn)生諧波的范圍2-N次諧波。諧波總量為基波的百分之十。本實用新型的技術(shù)方案為本實用新型一種適用于電力系統(tǒng)的多諧波信號發(fā)生裝置，包括DSP控制單元，F(xiàn)IFO波形數(shù)據(jù)存儲器I，F(xiàn)IFO波形數(shù)據(jù)存儲器II，地址總線選擇開關(guān)，地址發(fā)生器，時鐘信號發(fā)生器，數(shù)據(jù)選擇開關(guān)，數(shù)字模擬轉(zhuǎn)換器，低通濾波器；時鐘信號發(fā)生器根據(jù)多諧波信號的頻率產(chǎn)生相應(yīng)倍數(shù)頻率的時鐘方波信號，送給地址發(fā)生器產(chǎn)生累加地址，該地址通過地址總線選擇開關(guān)送至FIFO波形數(shù)據(jù)存儲器I或者FIFO波形數(shù)據(jù)存儲器II，F(xiàn)IFO波形數(shù)據(jù)存儲器根據(jù)地址發(fā)生器的地址送出相應(yīng)的數(shù)據(jù)，然后通過數(shù)據(jù)選擇開關(guān)送至數(shù)字模擬轉(zhuǎn)換器，產(chǎn)生 的模擬信號再通過低通濾波器，最后得到所需要的多諧波信號。其中的地址總線選擇開關(guān)和數(shù)據(jù)選擇開關(guān)有DSP控制單元進(jìn)行控制選擇。同時DSP控制單元根據(jù)各次諧波信號的不同比例，計算后更新兩個FIFO波形數(shù)據(jù)存儲器。本實用新型可劃分成如下七個單元第一單元DSP控制單元主要是由DSP信號處理器和其外圍器件所組成，由DSP信號處理器計算諧波值，控制整個信號發(fā)生器的存儲器、數(shù)據(jù)地址總線的切換，時鐘的設(shè)置，是信號發(fā)生器的控制核心。第二單元FIF0波形數(shù)據(jù)存儲器I和FIFO波形數(shù)據(jù)存儲器II都是儲存DSP按輸出需要計算出的多次諧波疊加數(shù)據(jù)。第三單元地址總線選擇開關(guān)是將地址發(fā)生器產(chǎn)生的地址通過選擇開關(guān)，選擇兩個波形數(shù)據(jù)存儲器的地址。在實際應(yīng)用中加快波形切換。第四單元時鐘信號發(fā)生器是用來控制頻率的，DSP通過控制時鐘的頻率來控制地址發(fā)生器的頻率，最后控制信號發(fā)生器的輸出信號頻率。[0010]第五單元數(shù)據(jù)選擇開關(guān)根據(jù)需要將其中任意一路電路選出來。它由DSP控制，切換數(shù)據(jù)總線到達(dá)兩個波形數(shù)據(jù)存儲器中任意一個。在實際應(yīng)用中加快波形切換。第六單元數(shù)字模擬轉(zhuǎn)換器主要是把波形存儲器中數(shù)字量的波形數(shù)據(jù)轉(zhuǎn)換成相應(yīng)的模擬信號。第七單元低通濾波器是把數(shù)字模擬轉(zhuǎn)換器后不需要的高頻成分濾除。低通濾波器的帶寬為0-10KHZ。本實用新型的有益效果本實用新型采用了 DSP控制，計算單元。將需要產(chǎn)生的多諧波信號進(jìn)行數(shù)學(xué)計算，并將計算結(jié)果存儲在FIFO波形數(shù)據(jù)存儲器中，由DSP控制地址總線，地址總線選擇開關(guān)，輸出多諧波信號。優(yōu)點如下I.硬件電路簡單，可靠。2.雙FIFO波形數(shù)據(jù)存儲器的設(shè)計，可高速切換，做到波形無縫連接。3.多諧波信號的產(chǎn)生，是由DSP用軟件數(shù)學(xué)計算得出，任意頻率基波和疊加任意次諧波的諧波信號。

圖I為本實用新型一種適用于電力系統(tǒng)的多諧波信號發(fā)生裝置實施例的原理框圖； 圖2為本實用新型一種適用于電力系統(tǒng)的多諧波信號發(fā)生裝置其多諧波信號數(shù)字量計算的原理框圖。
具體實施方式
以下結(jié)合附圖對本實用新型作詳細(xì)說明如圖I所示本實用新型實施例一種適用于電力系統(tǒng)的多諧波信號發(fā)生裝置其包括DSP控制單元，F(xiàn)IFO波形數(shù)據(jù)存儲器I，F(xiàn)IFO波形數(shù)據(jù)存儲器II，地址總線選擇開關(guān)，地址發(fā)生器，時鐘信號發(fā)生器，數(shù)據(jù)選擇開關(guān)，數(shù)字模擬轉(zhuǎn)換器，低通濾波器。其中DSP控制單元采用型號為TMS320LF2407的系列浮點DSP控制器，F(xiàn)IFO波形數(shù)據(jù)存儲器I采用的型號為SN74ACT2228，F(xiàn)IF0波形數(shù)據(jù)存儲器II的采用型號為SN74ACT2228，地址總線選擇開關(guān)采用的型號為74LS245，地址發(fā)生器采用的型號為⑶4040，時鐘信號發(fā)生器采用的型號為AD9833，數(shù)據(jù)選擇開關(guān)采用的型號為74LS373，數(shù)字模擬轉(zhuǎn)換器采用的型號為AD7656，低通濾波器采用的型號為MAX275。DSP控制計算單元通過人機對話計算出所需要的諧波數(shù)字信號并存儲于FIFO波形數(shù)據(jù)存儲器中，地址發(fā)生器根據(jù)時鐘信號發(fā)生器的脈沖產(chǎn)生相應(yīng)的地址，通過地址總線把地址送到FIFO波形數(shù)據(jù)存儲器，然后通過數(shù)據(jù)總線把對應(yīng)地址上存儲在波形數(shù)據(jù)存儲器的數(shù)據(jù)送出至數(shù)字模擬轉(zhuǎn)換器中。為了實現(xiàn)實時諧波波形數(shù)據(jù)，波形數(shù)據(jù)存儲器I和II交替切換使用，當(dāng)需要改變諧波次數(shù)及各次諧波幅度時，DSP控制計算單元把新計算出數(shù)據(jù)輸入到備用的FIFO波形數(shù)據(jù)存儲器中，由DSP控制單元將地址總線選擇開關(guān)就會切換到新存儲FIFO波形數(shù)據(jù)存儲器作為當(dāng)前的數(shù)據(jù)存儲器。另外一個即作為備用存儲器。以此反復(fù)。這樣就保證了輸出波形的連續(xù)性與實時性。由數(shù)字模擬轉(zhuǎn)換器轉(zhuǎn)換成模擬信號，通過低通濾波器把不需要的高頻成分濾掉，留下低頻成分，從而得到所需要的多諧波模擬信號。DSP控制單元中完成多諧波信號數(shù)字量計算工作系統(tǒng)框圖如圖2所示，舉例說明
根據(jù)基波信號數(shù)字顯示單元的正弦函數(shù)表達(dá)式為
權(quán)利要求1.一種適用于電力系統(tǒng)的多諧波信號發(fā)生裝置，其特征在于該裝置包括DSP控制單元，F(xiàn)IFO波形數(shù)據(jù)存儲器I，F(xiàn)IFO波形數(shù)據(jù)存儲器II，地址總線選擇開關(guān)，地址發(fā)生器，時鐘信號發(fā)生器，數(shù)據(jù)選擇開關(guān)，數(shù)字模擬轉(zhuǎn)換器，低通濾波器； DSP控制單元的輸出接口輸出控制信號分別連接到時鐘信號發(fā)生器、地址總線選擇開關(guān)、FIFO波形數(shù)據(jù)存儲器I和II、數(shù)據(jù)選擇開關(guān)；所述時鐘信號發(fā)生器的輸出連接到地址發(fā)生器，地址發(fā)生器通過地址總線選擇開關(guān)連接至FIFO波形數(shù)據(jù)存儲器I或者FIFO波形數(shù)據(jù)存儲器II，F(xiàn)IFO波形數(shù)據(jù)存儲器I或FIFO波形數(shù)據(jù)存儲器II通過數(shù)據(jù)選擇開關(guān)連接數(shù)字模擬轉(zhuǎn)換器，數(shù)字模擬轉(zhuǎn) 換器通過低通濾波器輸出多諧波信號。
專利摘要本實用新型涉及一種適用于電力系統(tǒng)的多諧波信號發(fā)生裝置。其包括DSP控制單元，F(xiàn)IFO波形數(shù)據(jù)存儲器Ⅰ，F(xiàn)IFO波形數(shù)據(jù)存儲器Ⅱ，地址總線選擇開關(guān)，地址發(fā)生器，時鐘信號發(fā)生器，數(shù)據(jù)選擇開關(guān)，數(shù)字模擬轉(zhuǎn)換器。通過本實用新型能夠?qū)崿F(xiàn)通過模擬研究被測試試品在各種諧波作用下的各項性能參數(shù)，使被測試品更好的運用到電力系統(tǒng)中去。產(chǎn)生諧波的范圍2-N次諧波。
文檔編號H03K3/02GK203104385SQ20132002111
公開日2013年7月31日 申請日期2013年1月16日 優(yōu)先權(quán)日2013年1月16日
發(fā)明者周文, 段曉波, 胡文平, 王生彬, 毛志芳 申請人:河北省電力公司電力科學(xué)研究院, 國家電網(wǎng)公司, 河北省電力建設(shè)調(diào)整試驗所