基于FPGA与MSP430的单相数字移相系统的设计与实现
作者:黄成 朱亮 肖伟翔
北邮iptv来源:《中国新通信》检索词2013年第17期
【摘要】本文介绍了一种基于FPGA与MSP430技术的单相数字移相系统的设计方案。实现了直接数字式频率合成(Direct Digital Synthesizer,DDS未来100年大预言)两路幅值、相位、频率可调的正弦信号的产生。完成了幅值、相位的自动跟踪校准。最终实现了相位在0 ~ 360°可调,相位差分辨率0.1°;频率在45 ~ 350Hz可调,频率分辨率为0.1Hz;信号幅值在0~5V可调,分辨率为0.05V。 【关键词】数字移相器直接数字式频率合成FPGAMSP430自动跟踪校准
在智能控制与仪表测量等领域,经常需要用到移相技术,对信号的频率、相位变化进行监测与调整。如在电力系统中,需要检测系统中检测某点的电压与电流的相位差,并自动校准,来保证系统的稳定性!京师同文
传统移相技术通常直接对模拟信号进行移相,典型的方法有:阻容移相,变压器移相等。
以阻容移相为例,其优点在于电路结构简单可靠,但是缺点也很明显:输出波形受输入波形的影响,移相操作不方便,移相角度随所接负载不同等因素的影响而产生漂移等。亲水溶胶
近几年,随着单片机技术和可编程技术的发展,以及直接数字式频率合成技术(Direct Digital Synthesizer,DDS)的日益成熟,数字移相技术得到了越来越广泛的应用。数字移相技术主要是现将信号数字化,使信号具有较好的频率、相位分辨率,然后进行移相操作之后再还原成模拟信号。本文首先利用FPGA技术,采用直接数字式频率合成的方法,产生两路幅值、频率与相位可调的正弦波信号,具体的幅值、频率与相位数据可由MSP430路网密度单片机控制。然后利用波形整形电路,鉴频器对两路信号的相位进行跟踪校准,利用交直流转换电路(AC/DC)、比较调整电路以及MSP430单片机中的A/D、D/A中对幅值进行跟踪校准。