新人求解，如何得到一个50hz振幅可调的正弦波，非DAC

1万 · 2019-10-20 11:30

本帖最后由 zyj9490 于 2019-10-20 11:58 编辑

yuanzhoulu 发表于 2019-10-20 07:53
幅度调节也可以这样，精度不知道。一个PWM产生50Hz正弦波，另一个PWM对50Hz进行幅度控制。

...

在幅度调节输出端口还是要加过滤波器吧？除非是DAC输出，是让MOS管工作欠压可变阻抗状态。

只看该作者 · 2019-10-20 13:15

zyj9490 发表于 2019-10-20 11:30
在幅度调节输出端口还是要加过滤波器吧？除非是DAC输出，是让MOS管工作欠压可变阻抗状态。 ...

不是可变电阻，是开关状态，也可以用模拟开关。

1万 · 2019-10-20 14:12

yuanzhoulu 发表于 2019-10-20 13:15
不是可变电阻，是开关状态，也可以用模拟开关。

平均幅值可以产生，连续的稳定的有点难。合成的信号数学原理是怎样的？

只看该作者 · 2019-10-20 16:44

本帖最后由 tianxj01 于 2019-10-20 16:49 编辑

zyj9490 发表于 2019-10-20 14:12
平均幅值可以产生，连续的稳定的有点难。合成的信号数学原理是怎样的？ ...

SPWM经过低通，已经是Vcc 1/2直流+满幅度SIN的脉动直流。
串联合适电阻后，再用高频率的稳定值PWM斩波，则斩波出来的就是一系列的等宽方波序列，其脉冲高度则为原来的复合正弦波脉动直流信号幅度。
当然，由于原来平滑信号被再次斩波，则当然必须再次低通平滑后才能正常使用。
当PWM占空比从0-100%变化，积分后，则该信号幅度为原幅度--0V。从而实现输出调幅。

1万 · 2019-10-20 17:43

标题写“非DAC”, 内容写着用“两路DAC”。
不懂

1万 · 2019-10-20 17:55

本帖最后由 zyj9490 于 2019-10-20 18:03 编辑

tianxj01 发表于 2019-10-20 16:44
SPWM经过低通，已经是Vcc 1/2直流+满幅度SIN的脉动直流。
串联合适电阻后，再用高频率的稳定值PWM斩波， ...

这二路PWM应有同步的关糸吧，应在SPWM的D上再切一部分下来吧。或者调幅度的那一路PWM开关频率远高于SPWM。同频肯定有个相位的问题。

只看该作者 · 2019-10-20 18:07

zyj9490 发表于 2019-10-20 17:55
这二路PWM应有同步的关糸吧，应在SPWM的D上再切一部分下来吧。或者调同幅度的那一路PWM开关频率远高于SPWM ...

SPWM经过积分低通，已经是平滑脉动了，理论上，低通做好，则可以算作完全不含原先SPWM载波成分，如果原sin调制度为100%计算，则就是一个最大值为VCC，最小值为0的带直流的50Hz信号。
所以这第2路斩波信号，是不是和原来SPWM同步理论上没什么关系，当然低成本芯片一般多路PWM，其实本身都是一个时钟，所以同步也是正常，但不是必须。
至于该调制的斩波PWM的占空比D，只和需要获得的幅度有关。
输出=sinx*（1-D）这里忽略直流信号。

1万 · 2019-10-20 18:22

tianxj01 发表于 2019-10-20 18:07
SPWM经过积分低通，已经是平滑脉动了，理论上，低通做好，则可以算作完全不含原先SPWM载波成分，如果原si ...

如果经过第一级RC网络，变成一个直流加一个50HZ的信号，再加一个切，变成了基波50HZ的脉动信号，需再经过滤波处理。如果对SPWM输出的D，再用PWM的D再切，变成D1*D2脉冲波，硬件好处理点，不过程序上复杂点。

1万 · 2019-10-20 18:24

一个信号源红线经运放移相输出与原来信号叠加，改变定位器就调节正弦波幅度。定位器100%，输出黑线，0%，输出绿线。

1万 · 2019-10-20 18:24

实际上程序上动手，只要一路SPWM就可以输出可调的正弦信号了。

1万 · 2019-10-20 18:26

tianxj01 发表于 2019-10-20 18:07
SPWM经过积分低通，已经是平滑脉动了，理论上，低通做好，则可以算作完全不含原先SPWM载波成分，如果原si ...

实际上硬件第二路信号，跟程序上直接调SPWM的D是一样的。原理上等效。

只看该作者 · 2019-10-20 18:41

zyj9490 发表于 2019-10-20 18:26
实际上硬件第二路信号，跟程序上直接调SPWM的D是一样的。原理上等效。

不一样的地方在于，原先一路SPWM，其分辨率精度在高倍频低通后，精度是非常高的，如果只是在SIN表格读取后，再乘以幅度调制系数，实现幅度调制的话，则低幅度SPWM精度将变的很差，可以想象，比如我只需要2单位的sin信号，则实际上SPWM占空比只有2种值，中心值+1bit和中心值-1bit。
这就是反复在讨论的关于精度和失真度的问题。

只看该作者 · 2019-10-20 18:45

zyj9490 发表于 2019-10-20 18:26
实际上硬件第二路信号，跟程序上直接调SPWM的D是一样的。原理上等效。

而这样的2次调制方式，再积分后，产生的sin信号，其精度和失真度是和原最大幅度SIN信号成比例关系，而不会因为幅度变小，指标劣化。
关键是其还是可以实现全数控。
本方法最大的缺点是2次调制的PWM，要实现12bit精度和低失真度，需要的斩波就得是3.9KHz，频率比较低，给后面低通带来一定麻烦。

1万 · 2019-10-20 19:34

本帖最后由 zyj9490 于 2019-10-20 19:35 编辑

tianxj01 发表于 2019-10-20 18:45
而这样的2次调制方式，再积分后，产生的sin信号，其精度和失真度是和原最大幅度SIN信号成比例关系，而不 ...

实际上量化误差的问题（小幅度信号要求），现在的量化误差出现在第二级，我建议的出现在第一级，而且第二级幅度的糸数是浮点数，精度能保证。实作为准，只是推理而已。

只看该作者 · 2019-10-20 19:35

既然MCU有DAC，干嘛不用？留着做种吗？
用1路DAC合成正弦波，再加个数字电位器调节幅度，就完事了。

只看该作者 · 2019-10-21 08:42

zyj9490 发表于 2019-10-20 19:34
实际上量化误差的问题（小幅度信号要求），现在的量化误差出现在第二级，我建议的出现在第一级，而且第二 ...

我前面提到一个方法，是采用正弦波移相做加法来解决幅度调制的精度问题。
考虑到楼主需要12位精度，而真采用12位分辨率相位则载波又过低，只有3.39KHz，所以提出了一个空间换速度的方法：
一个就8位幅度分辨率的256元素的sin表格，直接产生62.5KHz的SPWM，2级100Hz低通，可以获得极高精度和极低失真度的50Hz信号。
另一个是幅度分辨率还是8位，但是相位分辨率为12位，即SIN表格由4096单元组成，然后和第一路SPWM同步，相位差就是SIN表格的起始读取指针差，而12位sin表格读取的顺序是按指针，间隔16单元读取，一个周期数据也是256个，SPWM载波频率同样是62.5KHz，二级低通实现同样的精度，而2个SPWM的相位差呢，却可以有12bit的分辨率，因此，可以妥妥的或者12bit精度的幅度输出，同样的该方法对低幅度输出信号的精度和失真可以和原满幅度SIN信号相同，由于，上面几种不管哪种方式，最后输出至少一个运放缓冲，而这个方案只是需要一个运放来做加法器，输出已经是低阻抗了。

只看该作者 · 2019-10-21 08:43

也可以弄个衰减器，高幅度时直接输出，低幅度时经衰减器输出，这样SPWM就可以一直工作于高幅度上，低幅度

时精度差的问题也就解决了，但是多了个档位切换时的衔接问题。

1万 · 2019-10-21 09:23

本帖最后由 zyj9490 于 2019-10-21 09:29 编辑

tianxj01 发表于 2019-10-21 08:42
我前面提到一个方法，是采用正弦波移相做加法来解决幅度调制的精度问题。
考虑到楼主需要12位精度，而真 ...

其实表只取四分之一的数据就可，全靠程序运作。分成四个区间输出，节省ROM.相位分辨率可提高。全幅度的SPWM的精度是没问题的。关键是怎么调幅，模拟的乖法器可保证（除了NOISE以外）。还是按PWM的数字式的还存在一个数字量化误差的问题。

1万 · 2019-10-21 09:26

yuanzhoulu 发表于 2019-10-21 08:43
也可以弄个衰减器，高幅度时直接输出，低幅度时经衰减器输出，这样SPWM就可以一直工作于高幅度上，低幅度[e ...

数字电位器多少低时，是极限，还在精度内，还是个问题（还是个量化误差），唯有模拟的反馈的（乖法器）才得到高精度的信号。

只看该作者 · 2019-10-21 09:53

zyj9490 发表于 2019-10-21 09:26
数字电位器多少低时，是极限，还在精度内，还是个问题（还是个量化误差），唯有模拟的反馈的（乖法器）才 ...

我说的是换挡方式，衰减器是固定衰减量，例如100倍。不是数字电位器

新人求解，如何得到一个50hz振幅可调的正弦波，非DAC

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