CN204442159U - 一种交直流两用的标准电压源 - Google Patents

Abstract

本实用新型涉及一种交直流两用的标准电压源，标准电压源主要包括计算机、D/A卡、功率放大器，其特征在于：计算机与D/A卡相连，D/A卡与功率放大器相连，功率放大器输出电压信号；本实用新型输出三路独立的多种电压信号，输出精度高，稳定度高，可满足相关领域对电压源的多种需求。

Description

一种交直流两用的标准电压源

技术领域

本实用新型涉及一种交直流两用的标准电压源，属于电源配置技术，可广泛运用于电力工程等多领域。

背景技术

随着科学技术的发展电源技术也愈来愈成熟，电源的种类也越来愈多，尤其对于电压源而言运用场合较多。然而目前的电压源一般为单一的直流电压源或单一的交流电压源，这样就必然会造成应用场合的局限性。为此需要一种能够输出交直流等多种电压信号的电压源以满足一些特殊场合对电压源的特殊要求。

发明内容：

本实用新型针对单一的直流电压源、交流电流源各自运用场合的局限性而设计了一种交直流两用的标准电压源，输出的电压信号可根据实际需求灵活设置。一种交直流两用的标准电压源基于一种B类功率放大器设计实现，可以放大任意波形的小功率信号。一种交直流两用的标准电压源主要包括计算机、D/A卡、功率放大器，其工作原理如图1所示。一种交直流两用的标准电压源输出三路电压信号，且每路电压信号的幅值、相角和频率均独立可调。整个装置具有性能稳定、使用方便、安全可靠的特点，可为相关领域提供准确、稳定、多样的标准电压源输入。

一种交直流两用的标准电压源，主要包括计算机、D/A卡、功率放大器，其特征在于：计算机与D/A卡相连，D/A卡与功率放大器相连，功率放大器输出电压信号；

计算机将所需输出电压的幅值、相角、频率和波形信息换算成DDS数据发送到D/A卡进行数模转换后作为功率放大器的输入以控制三路电压源的输出，实现三路电压幅值、相角、频率的独立调节；

功率放大器将D/A卡输出的小功率信号进行功率放大，能无失真的放大任意波形的小功率信号。

所述的功率放大器输出的电压信号为直流信号、交流信号、交直流叠加信号或多次谐波叠加信号。

所述的交直流两用的标准电压源，其特征在于按以下步骤实现：

当需要输出纯直流电压信号时，在计算机的控制界面中键入所需输出三路电压的幅值，设输出的直流电压信号u₂为

u₂＝a₀   (1)

其中，a₀为输出的直流电压信号的幅值。

根据电压源原理，则D/A卡所需输出的模拟信号u₁应为

$u_1=-\frac{R_1}{R_2}{a}_0---\left(2\right)$

其中，R₁与R₂为调节功率放大器输出与输入比例关系的比例电阻。

将信号u₁的波形数据发送到D/A卡，进行数模转换后输出模拟信号u₁，经功率放大器进行功率放大输出所需输出的电压信号u₂；

当需要输出纯工频交流电压信号时，在计算机的控制界面中键入所需输出三路电压的幅值、初始相角和频率信息，设输出的工频交流信号u₂为：

其中，a₁为输出的交流电压信号的幅值。

则D/A卡所需输出的模拟信号u₁为

其中，R₁与R₂为调节功率放大器输出与输入比例关系的比例电阻。

根据常规的数字频率合成技术生成信号u₁的波形数据发送到D/A卡，进行数模转换后输出模拟信号u₁，经功率放大器进行功率放大输出所需输出的电压信号u₂；

当需要输出n次谐波的交流信号时，在计算机的控制界面中键入所需输出三路电压的幅值、初始相角和频率信息，设所需输出的电压信号u₂为：

其中a_n为输出交流电压信号的幅值，为输出交流电压信号的初始相角。根据图2电压源的原理示意图可知高精度D/A卡的模拟输出信号u₁应为：

其中，R₁与R₂为调节功率放大器输出与输入比例关系的比例电阻。

根据常规的数字频率合成技术生成信号u₁的波形数据发送到D/A卡，进行数模转换后输出模拟信号u₁，经功率放大器进行功率放大输出所需输出的电压信号；

当需要输出交直流多次谐波叠加信号时，在计算机的控制界面中键入所需输出三路电压的幅值、初始相角和频率信息，设所需输出的电压信号u₂为：

其中a₀为直流分量，a₁、a₂…a_n分别基波、二次谐波……n次谐波的幅值，分别为各次谐波的初始相角，根据电压源的原理知D/A卡的模拟输出信号u₁应为：

其中，R₁与R₂为调节功率放大器输出与输入比例关系的比例电阻。

根据常规的数字频率合成技术生成信号u₁的波形数据发送到D/A卡，进行数模转换后输出模拟信号u₁，经功率放大器进行功率放大输出所需输出的电压信号u₂。

本实用新型的计算机根据用户设定的输出电压的幅值、频率、相位和波形，利用数字频率合成技术生成相应的波形数据经过D/A卡的转换后输出对应的模拟信号，经功率放大器功率放大后输出所需的电压信号。

本实用新型输出三路独立的多种电压信号，输出精度高，稳定度高，可满足相关领域对电压源的多种需求。

附图说明：

图1为本实用新型的标准电压源的实现原理图。

图示中1－计算机；2－D/A卡；3－功率放大器。

图2为本实用新型的电压源原理示意图。

具体实施方式：

如图1所示，一种交直流两用的标准电压源，主要包括计算机1、D/A卡2、功率放大器3，其特征在于：计算机1与D/A卡2相连，D/A卡3与功率放大器3相连，功率放大器3输出电压信号；

计算机将所需输出电压的幅值、相角、频率和波形信息换算成DDS数据发送到D/A卡2进行数模转换后作为功率放大器的输入以控制三路电压源的输出，实现三路电压幅值、相角、频率的独立调节；

功率放大器将D/A卡输出的小功率信号进行功率放大，能无失真的放大任意波形的小功率信号。

所述的功率放大器输出的电压信号为直流信号、交流信号、交直流叠加信号或多次谐波叠加信号。

一种交直流两用的标准电压源，其具体的实现过程为在计算机控制界面中输入所需输出的电压信号的基本信息，包括幅值、频率、初始相角等，其波形数据经高精度D/A卡转换后输出对应的模拟信号经功率放大器进行功率放大后输出所需的电压信号。

一种交直流两用的标准电压源，当需要输出纯直流电压信号时，在计算机1的控制界面中键入所需输出三路电压的幅值，设输出的直流电压信号为

u₂＝a₁   (1)

其中，a₀为输出的直流电压信号的幅值。

根据图2所示的电压源原理示意图，则高精度D/A卡所需输出的模拟信号应为

$u_1=-\frac{R_1}{R_2}---\left(2\right)$

其中，R₁与R₂为调节功率放大器输出与输入比例关系的比例电阻。

将信号u₁的波形数据发送到D/A卡，进行数模转换后输出模拟信号u₁，经功率放大器进行功率放大输出所需输出的电压信号u₂；

一种交直流两用的标准电压源，当需要输出纯工频交流电压信号时，在计算机1的控制界面中键入所需输出三路电压的幅值、初始相角、频率等信息。

设输出的工频交流信号为：

其中，a₁为输出的交流电压信号的幅值。

则高精度D/A卡所需输出的模拟信号为

其中，R₁与R₂为调节功率放大器输出与输入比例关系的比例电阻。

根据常规的数字频率合成技术生成信号u₁的波形数据发送到高精度D/A卡2，进行数模转换后输出模拟信号u₁，经功率放大器进行功率放大输出所需电压信号u₂。

一种交直流两用的标准电压源，当需要输出n次谐波的交流信号时，在计算机1的控制界面中键入所需输出三路电压的幅值、初始相角、频率等信息，设所需输出的电压信号为：

其中a_n为输出交流电压信号的幅值，为输出交流电压信号的初始相角。根据图2电压源的原理示意图可知高精度D/A卡的模拟输出信号应为：

其中，R₁与R₂为调节功率放大器输出与输入比例关系的比例电阻。

根据常规的数字频率合成技术生成信号u₁的波形数据发送到高精度D/A卡2，进行数模转换后输出模拟信号u₁，经功率放大器进行功率放大输出所需电压信号u₂。

一种交直流两用的标准电压源，当需要输出交直流多次谐波叠加信号时，在计算机1的控制界面中键入所需输出三路电压的幅值、初始相角、频率等信息，设所需输出的电压信号为：

其中a₀为直流分量，a₁、a₂…a_n分别基波、二次谐波……n次谐波的幅值，分别为各次谐波的初始相角，上述各值均可根据实际需求设定。根据图2电压源的原理示意图可知高精度D/A卡的模拟输出信号应为：

其中，R₁与R₂为调节功率放大器输出与输入比例关系的比例电阻。

根据常规的数字频率合成技术生成信号u的波形数据发送到高精度D/A卡2，进行数模转换后输出模拟信号u₁，经功率放大器进行功率放大输出所需电压信号u₂。

Claims (2)

1.一种交直流两用的标准电压源，主要包括计算机、D/A卡、功率放大器，其特征在于：计算机与D/A卡相连，D/A卡与功率放大器相连，功率放大器输出电压信号；

计算机将所需输出电压的幅值、相角、频率和波形信息换算成DDS数据发送到D/A卡进行数模转换后作为功率放大器的输入以控制三路电压源的输出，实现三路电压幅值、相角、频率的独立调节；功率放大器将D/A卡输出的小功率信号进行功率放大，能无失真的放大任意波形的小功率信号。

2.根据权利要求1所述的交直流两用的标准电压源，其特征在于：标准电压源输出的电压信号为直流信号、交流信号、交直流叠加信号或多次谐波叠加信号。