1系統(tǒng)設(shè)計(jì)

本系統(tǒng)采用TI公司生產(chǎn)的TMS320VC54X系列DSP作為核心控制器件，并采用Cypress工司生產(chǎn)的CY7C1021V（64K×16位RAM）來(lái)擴(kuò)充DSP的外部數(shù)據(jù)存儲(chǔ)空間。在DSP與ADC及RAM之間的數(shù)據(jù)接口加入74LVC16245（16位總線(xiàn)變換器）以增加DSP的驅(qū)動(dòng)能力，并用來(lái)隔斷器件間的干擾。DSP與DAC之間的邏輯控制采用CPLD實(shí)現(xiàn)，這樣可以方便系統(tǒng)的設(shè)計(jì)與調(diào)試，本文中采用的CPLD為Altera公司的EPM7064SLC84-10。

整個(gè)系統(tǒng)的方框圖如圖1所示。

2器件簡(jiǎn)介

本系統(tǒng)所采用的數(shù)模轉(zhuǎn)換器為AD7846，它是美國(guó)AD（AnalogDevice）公司基于LC2MOS工藝生產(chǎn)的16位數(shù)模轉(zhuǎn)換器。它有VREF+和VREF-兩個(gè)參考電平輸入端以及一個(gè)片內(nèi)放大器。標(biāo)準(zhǔn)情況下可以將其配置為單極性輸出（0～+5V，0～+10V）或雙極性輸出（±5V，±10V）。當(dāng)然，改變VREF+VREF-兩個(gè)參考電平輸入端的電平，也可以改變其輸出的動(dòng)態(tài)范圍。如本文中的采用高精度電壓參考芯片AD434提供參考電平，使D/A的動(dòng)態(tài)范圍設(shè)置為±4.096V。

AD7846采用分段式結(jié)構(gòu)。DAC鎖存器的高4位選通16個(gè)電阻串中的一段，段的兩端接有運(yùn)放作為緩沖，運(yùn)放的輸出反饋至12位的模數(shù)變換電路，并由該電路提供后12位分辨率。這種結(jié)構(gòu)可以確保16位單調(diào)性，兩個(gè)緩沖運(yùn)放間輸入失調(diào)電壓的高度匹配還確保了優(yōu)良的積分非線(xiàn)性。

摘要：隨著電子技術(shù)的發(fā)展，在諸如測(cè)量、控制等領(lǐng)域，經(jīng)常要求信號(hào)的幅度保持在某個(gè)高精度的整數(shù)值上。但由于一般數(shù)據(jù)轉(zhuǎn)換器在最小量化電平上的限制，其輸出的信號(hào)電平很難在整數(shù)值上得到較高的精度。針對(duì)該問(wèn)題，介紹一種高性能的16位數(shù)據(jù)轉(zhuǎn)換器AD7846，使用TMS320VC54X系列DSP作為核心控制器，設(shè)計(jì)出幅度可精確至1mV的波形發(fā)生器。文中給出具體的硬件實(shí)現(xiàn)框圖以及用來(lái)產(chǎn)生波形的DSP匯編源程序。

關(guān)鍵詞：波形發(fā)生器高精度AD7846DSP

引言

隨著電子技術(shù)的發(fā)展，波形發(fā)生器已經(jīng)廣泛的應(yīng)用在通信、控制、測(cè)量等各個(gè)領(lǐng)域。在很多地方，如測(cè)試測(cè)量領(lǐng)域，需要輸出的波形能夠精確地定位在某一整數(shù)值上，但通常由于ADC參考電平的限制，使之很難達(dá)到所需的精度，給系統(tǒng)的調(diào)試及軟件設(shè)計(jì)帶來(lái)諸多不便。本文采用了高精度的電壓參考芯片ADR434為模數(shù)變換器提供參考電平，使波形發(fā)生器的最低可調(diào)電壓達(dá)到125μV，為精確地輸出數(shù)據(jù)值電壓及其相應(yīng)波形提供了方便的硬件環(huán)境。本設(shè)計(jì)具有輸出精確，控制靈活方便等特點(diǎn)。

1系統(tǒng)設(shè)計(jì)

本系統(tǒng)采用TI公司生產(chǎn)的TMS320VC54X系列DSP作為核心控制器件，并采用Cypress工司生產(chǎn)的CY7C1021V（64K×16位RAM）來(lái)擴(kuò)充DSP的外部數(shù)據(jù)存儲(chǔ)空間。在DSP與ADC及RAM之間的數(shù)據(jù)接口加入74LVC16245（16位總線(xiàn)變換器）以增加DSP的驅(qū)動(dòng)能力，并用來(lái)隔斷器件間的干擾。DSP與DAC之間的邏輯控制采用CPLD實(shí)現(xiàn)，這樣可以方便系統(tǒng)的設(shè)計(jì)與調(diào)試，本文中采用的CPLD為Altera公司的EPM7064SLC84-10。

摘要：介紹了一種利用vc++實(shí)現(xiàn)基于聲卡的雙通道數(shù)據(jù)采集系統(tǒng)，實(shí)現(xiàn)了波形發(fā)生器與頻率測(cè)量等基本功能，為低成本下構(gòu)建數(shù)據(jù)采集系統(tǒng)與波形發(fā)生器提供了一種思路。

關(guān)鍵詞：聲卡數(shù)據(jù)采集頻率測(cè)量

一、概述

數(shù)據(jù)采集是信號(hào)分析與處理的一個(gè)重要環(huán)節(jié),在許多工業(yè)控制與生產(chǎn)狀態(tài)監(jiān)控中,都需要對(duì)各種物理量進(jìn)行數(shù)據(jù)采集與分析。但是，專(zhuān)用數(shù)據(jù)采集卡的價(jià)格一般比較昂貴，而我們PC機(jī)的聲卡就是一個(gè)很好的雙通道數(shù)據(jù)采集卡。實(shí)際測(cè)量中，在滿(mǎn)足測(cè)量要求的前提下，可以充分利用計(jì)算機(jī)自身資源，完成數(shù)據(jù)采集任務(wù)，從而節(jié)省成本。

本文利用vc編程實(shí)現(xiàn)了聲卡的雙通道數(shù)據(jù)采集，并且對(duì)信號(hào)進(jìn)行頻譜分析同時(shí)實(shí)時(shí)測(cè)量出信號(hào)的頻率。還利用聲卡的DA通道，實(shí)現(xiàn)了正弦波、方波、三角波輸出的信號(hào)發(fā)生器。波形發(fā)生器產(chǎn)生的信號(hào)同時(shí)還可以作為內(nèi)部測(cè)試用信號(hào)，檢驗(yàn)數(shù)據(jù)采集的準(zhǔn)確性。

二、聲卡數(shù)據(jù)采集系統(tǒng)硬件組成

摘要:把數(shù)控電位器用于磁共振成像系統(tǒng)中梯度預(yù)加重電路，使電路中增益和時(shí)間常數(shù)的調(diào)整從人工方式改變?yōu)橛?jì)算機(jī)數(shù)字控制方式，可以大大提高調(diào)整的效率并能實(shí)現(xiàn)自動(dòng)調(diào)整。

關(guān)鍵詞:數(shù)控電位器;磁共振成像;渦流;梯度預(yù)加重

問(wèn)題的提出

在磁共振成像(MRI)系統(tǒng)中，梯度磁場(chǎng)被用來(lái)編碼空間位置。它是由梯度波形發(fā)生器根據(jù)成像序列要求輸出梯度波形，激勵(lì)梯度放大器輸出梯度電流，驅(qū)動(dòng)梯度線(xiàn)圈形成的。理想的梯度波形發(fā)生器輸出、梯度放大器輸出和梯度磁場(chǎng)波形見(jiàn)圖1(a)(b)(c)。但在實(shí)際系統(tǒng)中由于鐵磁性物質(zhì)的存在，梯度電流跳變形成的梯度磁場(chǎng)的變化會(huì)在其中產(chǎn)生感應(yīng)電流，即渦流。渦流衍生出的磁場(chǎng)方向總是與梯度磁場(chǎng)建立的方向相反，因此會(huì)延緩梯度磁場(chǎng)的建立，見(jiàn)圖1(d)。這種延緩會(huì)對(duì)MRI系統(tǒng)成像的性能產(chǎn)生較大的影響。

克服渦流的影響、改善梯度磁場(chǎng)的建立波形有許多種方法。其中之一是梯度預(yù)加重(pre-emphasis)。梯度預(yù)加重是在梯度波形發(fā)生器的輸出波形上(圖1(e))或梯度放大器的輸出電流上(圖1(f))預(yù)先加上一個(gè)過(guò)沖，該過(guò)沖抵消渦流場(chǎng)的影響，加速了梯度磁場(chǎng)的建立，見(jiàn)圖1(g)。為了適應(yīng)不同渦流場(chǎng)的情況，該過(guò)沖的幅度和時(shí)間常數(shù)都是可調(diào)的。

梯度放大器中X、Y、Z三路梯度一般都加有模擬式梯度預(yù)加重(有時(shí)稱(chēng)為渦流補(bǔ)償)電路。這種電路由一個(gè)可調(diào)增益的運(yùn)算放大器+可調(diào)RC時(shí)間常數(shù)電路構(gòu)成，見(jiàn)圖2(三路相同，僅畫(huà)出X路)。為了組合出任意的過(guò)沖波形，通常有多級(jí)這樣的電路并聯(lián)，每級(jí)具有不同的時(shí)間常數(shù)(圖2電路具有4級(jí))。增益和時(shí)間常數(shù)的調(diào)整采用手調(diào)多圈電位器。這種電路結(jié)構(gòu)簡(jiǎn)單、無(wú)須做任何計(jì)算、成本較低。但它也有固有的缺點(diǎn)。由于全部采用模擬器件，不適合用任何數(shù)字器件來(lái)控制，多級(jí)增益和時(shí)間常數(shù)需人工用改錐作多維調(diào)整，工作量極大而一致性、可重復(fù)性很差，也不能由計(jì)算機(jī)閉環(huán)控制實(shí)現(xiàn)自動(dòng)調(diào)整。

摘要：介紹了一種基于VXI總線(xiàn)的四通道智能化任意波發(fā)生器及波形調(diào)制模塊。本模塊采用DSP+FPGA實(shí)現(xiàn)智能控制，應(yīng)用先進(jìn)的DDS（直接數(shù)字頻率合成器）技術(shù)產(chǎn)生任意波，輸出波形可加載波進(jìn)行調(diào)制；本模塊具有四個(gè)獨(dú)立的通道，相互之間進(jìn)行電氣隔離，可輸出幅度連續(xù)可調(diào)的電壓和電流信號(hào)。

關(guān)鍵詞：VXIDDS任意波發(fā)生器調(diào)制

VXI總線(xiàn)是VMEbusextensionsforInstrumentation的縮寫(xiě)。VXI主機(jī)箱有13個(gè)插槽，其中，零槽控制器為系統(tǒng)的管理者。VXI模塊根據(jù)其本身的性質(zhì)、特點(diǎn)和所支持的通信規(guī)程可以分為寄存器基、消息基、存儲(chǔ)器和擴(kuò)展模塊四種類(lèi)型。每個(gè)模塊的地址空間有A16、A16/A24和A16/A32三種類(lèi)型。

本文介紹利用DDS（直接數(shù)字頻率合成器）技術(shù)實(shí)現(xiàn)具有任意波發(fā)生以及調(diào)幅功能的模塊。與傳統(tǒng)的頻率合成技術(shù)相比，DDS技術(shù)具有很多優(yōu)點(diǎn)：頻率切換時(shí)間短、工作頻率范圍寬、頻率分辨率高、相位變化連續(xù)和容易對(duì)輸出信號(hào)實(shí)現(xiàn)調(diào)制等。一些公司先后推出了各種各樣的DDS專(zhuān)用芯片，這些DDS專(zhuān)用芯片為電路設(shè)計(jì)提供了很大方便，但是并不能滿(mǎn)足所有要求。例如，在實(shí)現(xiàn)調(diào)頻及調(diào)幅等復(fù)雜功能時(shí)，利用現(xiàn)有的DDS專(zhuān)用芯片就會(huì)很不方便。利用可編程邏輯器件（CPLD）或現(xiàn)場(chǎng)可編程門(mén)陣列（FPGA）實(shí)現(xiàn)DDS具有很大的靈活性，能夠很好地滿(mǎn)足電路設(shè)計(jì)要求。

1DDS基本原理

DDS在基本原理框圖如圖1所示。它主要由標(biāo)準(zhǔn)參考頻率源、相位累加器、波形存儲(chǔ)器、數(shù)/模轉(zhuǎn)換器、低通平滑濾波器等構(gòu)成。其中，參考頻率源一般是一個(gè)高穩(wěn)定度的晶體振蕩器，其輸出信號(hào)用于DDS中各部件同步工作。DDS的實(shí)質(zhì)是對(duì)相位進(jìn)行可控等間隔的采樣。

摘要：SA8282是英國(guó)MITEL公司推出的三相PWM發(fā)生器集成芯片。該芯片采用全數(shù)字化操作，工作方式靈活、頻率范圍寬、精度很高并可與微處理器接口以實(shí)現(xiàn)智能化控制。文中介紹了該芯片的內(nèi)部結(jié)構(gòu)、引腳功能、主要特點(diǎn)和工作原理，給出了典型的應(yīng)用電路。

關(guān)鍵詞：PWM發(fā)生器；SA8282；微處理器

1SA8282的功能特點(diǎn)

PWM控制技術(shù)是通過(guò)控制電路按一定規(guī)律來(lái)控制開(kāi)關(guān)管的通斷,以得到一組等幅而不等寬的矩形脈沖波形并使其逼近正弦電壓波形。其方法有模擬方法和數(shù)字方法兩種，其中模擬方法的電路比較復(fù)雜,且有溫漂現(xiàn)象，會(huì)影響精度,降低系統(tǒng)的性能。數(shù)字方法則是按照不同的數(shù)字模型用計(jì)算機(jī)算出各切換點(diǎn)并將其存入內(nèi)存,然后通過(guò)查表及必要的計(jì)算生成PWM波，因此數(shù)字方法受內(nèi)存影響較大,且與系統(tǒng)精度之間存在著矛盾。SA8282是英國(guó)MITEL公司生產(chǎn)的全數(shù)字化三相PWM發(fā)生器，它頻率范圍寬、精度高，并可與微處理器進(jìn)行接口,同時(shí)能夠完成外圍控制功能,因而可實(shí)現(xiàn)智能化。

SA8282采用28腳DIP封裝。圖1是其引腳排列圖，其各引腳的功能說(shuō)明如下：

AD0～AD7：八位地址與數(shù)據(jù)復(fù)用總線(xiàn)，用于從微處理器接受地址與數(shù)據(jù)信息。

1組成和主要功能

1.1電路的組成該多路數(shù)字信號(hào)發(fā)生器主要由四個(gè)部分組成：（1）電源電路。（2）輸入選擇電路。（3）輸出驅(qū)動(dòng)電路。（4）主機(jī)電路。

1.2電源電路其中電源電路主要是給整機(jī)電路提供穩(wěn)定的電壓和電流的，能夠讓電路工作在抗干擾能力強(qiáng)的電源電路環(huán)境下；該工作電路的電壓通常給單片機(jī)能夠提供正常工作的+5V電壓（TTL電路電平），并且能夠提供18V（CMOS電路電平）電壓，考慮到整機(jī)的用電電壓、電流以及單片機(jī)的抗干擾要求，采用一般的三端穩(wěn)壓器組成電源電路，再外加濾波措施，這種電路更能保證電路穩(wěn)定、長(zhǎng)時(shí)間工作。

1.3輸入選擇電路輸入電路選擇和控制信號(hào)來(lái)自于工作參數(shù)設(shè)置開(kāi)關(guān)和工作狀態(tài)控制開(kāi)關(guān)。輸入信號(hào)為直流電平，幅度為5V。根據(jù)所需的選擇控制方式和數(shù)量，擬采用獨(dú)立式非編碼的鍵盤(pán)電路實(shí)現(xiàn)輸入信號(hào)的選擇；具體選擇和控制開(kāi)關(guān)設(shè)計(jì)如下：（1）工作狀態(tài)控制開(kāi)關(guān)K0；（2）信號(hào)序列選擇開(kāi)關(guān)K1、K2；其中K1—代表窮舉測(cè)試序列的選擇開(kāi)關(guān)。其中K2—代表走步測(cè)試序列的選擇開(kāi)關(guān)。（3）輸出頻率選擇開(kāi)關(guān)KF（在主機(jī)電路中）分別為100KHZ、10KHZ、1KHZ三個(gè)檔位。（4）輸出信號(hào)幅度選擇開(kāi)關(guān)Ku(在輸出驅(qū)動(dòng)電路中)分別為5V、18V兩檔。

1.4輸出驅(qū)動(dòng)電路輸出驅(qū)動(dòng)電路首先要把單片機(jī)給出的兩個(gè)8位的信號(hào)組合成16位電路信號(hào)輸出，再根據(jù)輸出信號(hào)幅度選擇開(kāi)關(guān)的設(shè)置輸出相應(yīng)的信號(hào)電平。其中，根據(jù)輸出信號(hào)的電平變化和驅(qū)動(dòng)能力要求，輸出的兩個(gè)8位信號(hào)通過(guò)鎖存器實(shí)現(xiàn)8到16的組合，用高壓輸出驅(qū)動(dòng)器完成電平變化和驅(qū)動(dòng)要求。

1.5主機(jī)部分主機(jī)電路根據(jù)信號(hào)序列和頻率變化的要求，擬采用單片機(jī)AT89C51實(shí)現(xiàn)所需的控制處理功能，通過(guò)軟件編程的方法實(shí)現(xiàn)電路所要達(dá)到的功能。

摘要：提出了一種軟件無(wú)線(xiàn)電通用信號(hào)發(fā)生器的設(shè)計(jì)方案，包括硬件構(gòu)成和軟件算法的實(shí)現(xiàn)。該信號(hào)發(fā)生器為軟件無(wú)線(xiàn)電的研究與開(kāi)發(fā)提供了便利條件。

關(guān)鍵詞：軟件無(wú)線(xiàn)電DSPDDS

軟件無(wú)線(xiàn)電是一種無(wú)線(xiàn)電通信新的體系結(jié)構(gòu)。在1992年5月美國(guó)電信系統(tǒng)會(huì)議上，JeoMitola首次提出了軟件無(wú)線(xiàn)電概念，之后迅速引起了人們的關(guān)注，并開(kāi)始對(duì)它進(jìn)行廣泛而深入的研究。具體地說(shuō)，軟件無(wú)線(xiàn)電是以可編程的DSP或CPU為中心，將模塊化、標(biāo)準(zhǔn)化的硬件單元以總線(xiàn)方式連接起來(lái)，構(gòu)成通用的基本硬件平臺(tái)，并通過(guò)軟件加載來(lái)實(shí)現(xiàn)各種無(wú)線(xiàn)通信功能的開(kāi)放式的體系結(jié)構(gòu)。它使得通信系統(tǒng)擺脫了面向設(shè)計(jì)思想，被認(rèn)為是無(wú)線(xiàn)通信從模擬到數(shù)字、從固定到移動(dòng)之后的又一次突破。

在軟件無(wú)線(xiàn)電的研究過(guò)程中，調(diào)制解調(diào)技術(shù)是移動(dòng)通信系統(tǒng)空中接口的重要組成部分。在不同的蜂窩半徑和應(yīng)用環(huán)境下，移動(dòng)通信的信道呈現(xiàn)不同的衰落特性，根據(jù)移動(dòng)信道的衰落情況，自動(dòng)地改變調(diào)制方式，從而提高傳輸效率并保證傳輸性能。那么，一個(gè)通用的信號(hào)源是必不可少的。

圖1多制式信號(hào)發(fā)生器硬件原理圖

作者設(shè)計(jì)了一個(gè)基于DSP+DDS結(jié)構(gòu)的可編程調(diào)制器的硬件平臺(tái)，并在此硬件平臺(tái)上實(shí)現(xiàn)了各種模擬調(diào)制和數(shù)字調(diào)制的通用軟件算法。當(dāng)改變調(diào)制制式時(shí)，無(wú)需再次下載程序，而且調(diào)制制式、比特速率、輸出中頻均可調(diào)。

所謂虛擬儀器是基于計(jì)算機(jī)的軟、硬件測(cè)試平臺(tái)。由計(jì)算機(jī)、應(yīng)用軟件和儀器硬件組成，它可代替?zhèn)鹘y(tǒng)的測(cè)量?jī)x器，如示波器、邏輯分析儀、信號(hào)發(fā)生器、頻譜分析儀等；可集成于自動(dòng)控制、工業(yè)控制系統(tǒng)；還可以自由構(gòu)建成專(zhuān)有儀器系統(tǒng)。在虛擬儀器系統(tǒng)中，軟件成為整個(gè)儀器系統(tǒng)的關(guān)鍵，使用者可以通過(guò)修改軟件的方法，方便地改變、增加儀器系統(tǒng)的參數(shù)和功能，所以有“軟件即儀器”之說(shuō)[1]。結(jié)合虛擬儀器技術(shù)和網(wǎng)絡(luò)技術(shù)的虛擬實(shí)驗(yàn)室研究，國(guó)際上始于20世紀(jì)80年代末，現(xiàn)己取得了許多有代表性的成果，應(yīng)用于科學(xué)研究與實(shí)驗(yàn)教學(xué)。如美國(guó)斯坦福大學(xué)的遠(yuǎn)程光學(xué)實(shí)驗(yàn)室，學(xué)生可以遠(yuǎn)程登錄該光學(xué)實(shí)驗(yàn)室做實(shí)驗(yàn)。又如美國(guó)伊利諾伊((Illinois)大學(xué)的Nmrsope系統(tǒng)，通過(guò)Internet研究人員在任何地方都能使用伊利諾伊大學(xué)的儀器等等[2]。

目前國(guó)內(nèi)大學(xué)通信專(zhuān)業(yè)的實(shí)驗(yàn)教學(xué)中，如通信原理和數(shù)字信號(hào)處理的實(shí)驗(yàn)課等，都以虛擬儀器作為示例，對(duì)信號(hào)進(jìn)行分析。但往往由于信號(hào)生成、顯示和分析儀器的成本比較高，尤其是帶有頻譜分析和測(cè)量功能的儀器價(jià)格尤為昂貴，使得這部分的實(shí)驗(yàn)無(wú)法普遍實(shí)施。PC機(jī)聲卡具有兩路AD和兩路DA，采樣率最高可達(dá)到44100Hz，采樣深度可達(dá)到16bit。由于其成本低廉且功能強(qiáng)大。由于PC機(jī)聲卡只適用于音頻領(lǐng)域，即輸入信號(hào)頻率必須處于20~20000Hz的音頻范圍內(nèi)，這個(gè)系統(tǒng)在處理速度和帶寬方面也具有一定的局限性。如果利用PC機(jī)聲卡作為音頻數(shù)據(jù)采集處理設(shè)備，使用適當(dāng)?shù)奶摂M儀器軟件編程技術(shù)就可以組成一個(gè)低成本高性能的信號(hào)采集與分析處理系統(tǒng)，方便學(xué)生理解理論內(nèi)容，簡(jiǎn)化了課程的實(shí)驗(yàn)，甚至能夠讓有興趣的學(xué)生對(duì)現(xiàn)有虛擬儀器系統(tǒng)進(jìn)行升級(jí)改造。這是我們研究該課題的意義之所在，希望通過(guò)我們的研究，能夠建立一個(gè)性?xún)r(jià)比較高的音頻信號(hào)分析系統(tǒng)，并將該結(jié)果應(yīng)用于大學(xué)通信專(zhuān)業(yè)及相關(guān)專(zhuān)業(yè)的實(shí)驗(yàn)教學(xué)中，從而讓學(xué)生理解信號(hào)分析的概況。

1基于聲卡的音頻虛擬儀器系統(tǒng)

之所以對(duì)音頻信號(hào)感興趣，是因?yàn)槿粘Ｉ钪写嬖谥罅康囊纛l信號(hào)，比如：話(huà)音信號(hào)。另外，在通信專(zhuān)業(yè)的實(shí)驗(yàn)教學(xué)中，以音頻信號(hào)作為示例，足以讓學(xué)生理解信號(hào)分析的概況。本文介紹一套基于Labwindows/CVI的音頻處理系統(tǒng)，LabWindows/CVI是NationalInstruments公司推出的一套面向測(cè)控領(lǐng)域的軟件開(kāi)發(fā)平臺(tái)。它以ANSIC為核心，將功能強(qiáng)大、使用靈活的C語(yǔ)言平臺(tái)與數(shù)據(jù)采集、分析和表達(dá)的測(cè)控專(zhuān)業(yè)工具有機(jī)地結(jié)合起來(lái)。它的集成化開(kāi)發(fā)平臺(tái)、交互式編程方法、豐富的控件和庫(kù)函數(shù)大大增強(qiáng)了C語(yǔ)言的功能，為熟悉C語(yǔ)言的開(kāi)發(fā)人員建立檢測(cè)系統(tǒng)、自動(dòng)測(cè)量環(huán)境、數(shù)據(jù)采集系統(tǒng)和過(guò)程監(jiān)控系統(tǒng)等提供了一個(gè)理想的軟件開(kāi)發(fā)環(huán)境[3]。本系統(tǒng)實(shí)現(xiàn)了示波器、信號(hào)發(fā)生器、頻率計(jì)的功能，在音頻范圍內(nèi)可完全替代成型的音頻信號(hào)分析儀器。這并不是仿真軟件，而是實(shí)用的工具，這些虛擬儀器可以很好的工作。使用起來(lái)也很方便，只需要一根音頻電纜，一頭接入聲卡LineIn口，一頭接入聲卡SpeakOut口。系統(tǒng)框圖如圖1所示。

1.1虛擬信號(hào)發(fā)生器虛擬音頻信號(hào)發(fā)生器利用PC機(jī)聲卡的耳機(jī)插孔發(fā)出信號(hào)，能夠產(chǎn)生兩路音頻信號(hào)。頻率范圍在20~9999Hz，電壓有效值為0~3V，信號(hào)類(lèi)型有正弦波、方波、三角波、鋸齒波和用戶(hù)自定義5種波形。在“高級(jí)設(shè)置”中可對(duì)兩路信號(hào)的同步進(jìn)行調(diào)整，也就是設(shè)置兩路信號(hào)的初始相位差，調(diào)整范圍為0~2π。系統(tǒng)面板圖如圖2所示。一旦系統(tǒng)運(yùn)行，就有聲音信號(hào)生成并通過(guò)聲卡通道輸出，發(fā)生器1通過(guò)左聲道輸出，發(fā)生器2通過(guò)右聲道輸出，可以通過(guò)揚(yáng)聲器收聽(tīng)輸出的音頻信號(hào)的聲音，也可以通過(guò)虛擬示波器或真實(shí)示波器對(duì)信號(hào)進(jìn)行顯示。

1.2虛擬示波器示波器通過(guò)聲卡LineIn口輸入音頻信號(hào)，實(shí)現(xiàn)了雙通道示波器的所有功能，包括時(shí)基調(diào)整、幅度調(diào)整、偏移調(diào)整、雙通道組合顯示等，普通實(shí)驗(yàn)室中雙通道示波器具有的功能這個(gè)系統(tǒng)都能實(shí)現(xiàn)。最后這個(gè)系統(tǒng)還能對(duì)信號(hào)進(jìn)行2048點(diǎn)的頻譜分析，相當(dāng)于一臺(tái)簡(jiǎn)易頻譜分析儀。通過(guò)對(duì)音頻信號(hào)采集、分析信號(hào)可以顯示其時(shí)域波形和頻譜圖。程序面板圖如圖3所示。信號(hào)分析部分充分利用模塊化軟件設(shè)計(jì)方法，開(kāi)發(fā)了信號(hào)的波形、頻譜分析。在這個(gè)基礎(chǔ)上，通過(guò)程序的擴(kuò)展，還可以開(kāi)發(fā)諸如：FIR、IIR數(shù)字濾波器等其他的數(shù)字信號(hào)處理功能?？傊咎摂M信號(hào)采集與分析系統(tǒng)對(duì)信號(hào)采集與分析系統(tǒng)的各個(gè)環(huán)節(jié)進(jìn)行了深入的探討，完成了信號(hào)分析和信號(hào)處理的基本功能。分析儀界面友好，使用方便。

摘要：負(fù)載串聯(lián)諧振和負(fù)載并聯(lián)諧振是常見(jiàn)的感應(yīng)加熱方式，前者由于具有一系列良好的特性已經(jīng)得到了越來(lái)越廣泛的應(yīng)用。重點(diǎn)介紹了負(fù)載串聯(lián)諧振的逆變控制,并給出了相關(guān)的實(shí)驗(yàn)結(jié)果。

關(guān)鍵詞：負(fù)載串聯(lián)諧振；頻率跟蹤；延時(shí)補(bǔ)償

1概述

逆變電路根據(jù)直流側(cè)儲(chǔ)能元件形式的不同，可劃分為電壓型逆變電路和電流型逆變電路。電流型逆變器給并聯(lián)負(fù)載供電，故又稱(chēng)并聯(lián)諧振逆變器。電壓型逆變器給串聯(lián)負(fù)載供電，故又稱(chēng)串聯(lián)諧振逆變器。

串聯(lián)諧振逆變器在感應(yīng)加熱領(lǐng)域應(yīng)用非常廣泛，圖1是它的基本原理圖。它包括直流電壓源，開(kāi)關(guān)S1～S4和RLC串聯(lián)諧振負(fù)載。

由于設(shè)計(jì)的是電壓型負(fù)載高頻逆變器，而達(dá)到高頻，則要減小開(kāi)關(guān)損耗。減小開(kāi)關(guān)損耗的方法之一就是采用零電流開(kāi)關(guān)。對(duì)于串聯(lián)RLC電路，只有在LC串聯(lián)諧振時(shí)，使得流過(guò)電阻R的電流iR和加在RLC兩端的電壓URLC同步，才能達(dá)到零電流開(kāi)關(guān)要求。為此在全橋電路控制方式中，我們選取雙極性控制方式。即開(kāi)關(guān)管Sl和S3，S2和S4同時(shí)開(kāi)通和關(guān)斷，其開(kāi)通時(shí)間不超過(guò)半個(gè)開(kāi)關(guān)周期，即它們的開(kāi)通角小于180°。