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一种电力 信号输出系统

阅读：1025发布：2020-08-06

专利汇可以提供一种电力信号输出系统专利检索，专利查询，专利分析的服务。并且本发明公开了一种电力信号输出系统，包括电源模块、复位电路、单片机、平衡电路、滤波电路、求和电路和放大电路。本发明使用单片机C8051F021产生三角波和正弦波，由单片机产生的三角波和正弦波频率的稳定度和单片机的时钟晶振的稳定度相同，远远高于RC或LC产生的三角波、正弦波频率的稳定度，而且很多单片机不用外接DAC就可以方便的产生三角波、正弦波，只需改变程序就可以产生所需的信号波形，具有频率调整方便、灵活以及价格低廉等优势，采用单片机产生三角波、正弦波成为发展的需要。，下面是一种电力信号输出系统专利的具体信息内容。

权利要求

1.一种电力信号输出系统，包括电源模块、复位电路、单片机、平衡电路、滤波电路、求和电路和放大电路，其特征在于，所述电源模块为整个发生装置提供电压，所述复位电路实现系统复位功能，所述单片机分别输出三角波和正弦波信号，所述平衡电路采用负压偏置去掉三角波和正弦波的直流分量，使三角波和正弦波成为幅值以X坐标为零点的交流信号，所述滤波电路对三角波和正弦波信号分别进行滤波处理，滤除干扰信号，所述求和电路对三角波信号和正弦波信号进行叠加运算，将经过叠加运算的信号经过放大电路进行放大处理；所述电源模块包括电容C1、电阻R1、二极管D1、三极管VT1、电位器RP1和发光二极管LED，所述电容C1一端分别连接电源VCC、发光二极管LED正极、电容C2、三极管VT2发射极和三极管VT1集电极，发光二极管LED负极连接电阻R1，电容C2另一端分别连接电阻R2和二极管D1正极，二极管D1负极分别连接三极管VT3基极和三极管VT4集电极，三极管VT3发射极连接电阻R3，三极管VT3集电极连接三极管VT2基极，三极管VT2集电极连接三极管VT1基极，所述三极管VT4基极分别连接电阻R4、二极管D2正极和三极管VT5发射极，三极管VT5集电极分别连接三极管VT4发射极和电阻R5，三极管VT5基极分别连接电容C3和电位器RP1滑片，电位器RP1一端连接电阻R6，电阻R6另一端分别连接三极管VT1发射极、电阻R4另一端、电阻R5另一端、电容C3另一端、电容C4和输出端Vo，电容C4另一端分别连接电位器RP1另一端、二极管D2负极、电阻R3另一端、电阻R2另一端、电阻R1另一端和电容C1另一端。
2.根据权利要求1所述的电力信号输出系统，其特征在于，所述单片机采用C8051F021。
3.根据权利要求1所述的电力信号输出系统，其特征在于，所述求和电路的运放采用TL074。
4.根据权利要求1所述的电力信号输出系统，其特征在于，所述电源VCC电压为24V。

说明书全文

一种电力 信号输出系统

技术领域

[0001] 本发明涉及一电力系统，具体是一种电力信号输出系统。

背景技术

[0002] 随着科技的发展，电子产品已经广泛应用到各行各业，甚至在人们的生活中处处可见。在仪器仪表的智能化管理及过程控制等领域信号发生器产生的信号在电路中常常用来代替前端电路的时间信号，为后端的电路提供一个理想的信号。由于信号源的特征参数均可人为设定，所以可以方便地模拟各种情况下不同特性的信号，我们可以通过测量对比输入和输出信号，来判断信号处理电路的功能和特性是否达到设计要求。高精度的信号发生器在计量和校准领域也可以作为标准信号源，待校准仪器以参考源为标准进行调校。由此可见信号发生器可以广泛应用在电子研发、维修、测量、校准等领域。三角波和正弦波作为信号源在实验和工程技术中有着广泛的应用，频率的稳定度和准确度是三角波和正弦波信号的两个重要技术指标。由于RC或LC产生的三角波、正弦波频率的稳定度和准确度相对较差，且需要外接DAC，这样不仅电路复杂而且增加了成本。

发明内容

[0003] 本发明的目的在于提供一种频率调整方便、灵活且价格低廉的电力信号输出系统，以解决上述背景技术中提出的问题。

[0004] 为实现上述目的，本发明提供如下技术方案：

[0005] 一种电力信号输出系统，包括电源模块、复位电路、单片机、平衡电路、滤波电路、求和电路和放大电路，所述电源模块为整个发生装置提供电压，所述复位电路实现系统复位功能，所述单片机分别输出三角波和正弦波信号，所述平衡电路采用负压偏置去掉三角波和正弦波的直流分量，使三角波和正弦波成为幅值以X坐标为零点的交流信号，所述滤波电路对三角波和正弦波信号分别进行滤波处理，滤除干扰信号，所述求和电路对三角波信号和正弦波信号进行叠加运算，将经过叠加运算的信号经过放大电路进行放大处理；所述电源模块包括电容C1、电阻R1、二极管D1、三极管VT1、电位器RP1和发光二极管LED，所述电容C1一端分别连接电源VCC、发光二极管LED正极、电容C2、三极管VT2发射极和三极管VT1集电极，发光二极管LED负极连接电阻R1，电容C2另一端分别连接电阻R2和二极管D1正极，二极管D1负极分别连接三极管VT3基极和三极管VT4集电极，三极管VT3发射极连接电阻R3，三极管VT3集电极连接三极管VT2基极，三极管VT2集电极连接三极管VT1基极，所述三极管VT4基极分别连接电阻R4、二极管D2正极和三极管VT5发射极，三极管VT5集电极分别连接三极管VT4发射极和电阻R5，三极管VT5基极分别连接电容C3和电位器RP1滑片，电位器RP1一端连接电阻R6，电阻R6另一端分别连接三极管VT1发射极、电阻R4另一端、电阻R5另一端、电容C3另一端、电容C4和输出端Vo，电容C4另一端分别连接电位器RP1另一端、二极管D2负极、电阻R3另一端、电阻R2另一端、电阻R1另一端和电容C1另一端。

[0006] 作为本发明再进一步的方案：所述单片机采用C8051F021。

[0007] 作为本发明再进一步的方案：所述求和电路的运放采用TL074。

[0008] 作为本发明再进一步的方案：所述电源VCC电压为24V。

[0009] 与现有技术相比，本发明的有益效果是：本发明使用单片机C8051F021产生三角波和正弦波，由单片机产生的三角波和正弦波频率的稳定度和单片机的时钟晶振的稳定度相同，远远高于RC或LC产生的三角波、正弦波频率的稳定度，而且很多单片机不用外接DAC就可以方便的产生三角波、正弦波，只需改变程序就可以产生所需的信号波形，具有频率调整方便、灵活以及价格低廉等优势，采用单片机产生三角波、正弦波成为发展的需要。附图说明

[0010] 图1为电力信号输出系统的系统框图。

[0011] 图2为电力信号输出系统中单片机的程序流程图。

[0012] 图3为电力信号输出系统中电源模块的电路图。

具体实施方式

[0013] 下面将结合本发明实施例中的附图，对本发明实施例中的技术方案进行清楚、完整地描述，显然，所描述的实施例仅仅是本发明一部分实施例，而不是全部的实施例。基于本发明中的实施例，本领域普通技术人员在没有做出创造性劳动前提下所获得的所有其他实施例，都属于本发明保护的范围。

[0014] 请参阅图1～3，本发明实施例中，一种电力信号输出系统，包括电源模块、复位电路、单片机、平衡电路、滤波电路、求和电路和放大电路，所述电源模块为整个发生装置提供电压，所述复位电路实现系统复位功能，所述单片机分别输出三角波和正弦波信号，所述平衡电路采用负压偏置去掉三角波和正弦波的直流分量，使三角波和正弦波成为幅值以X坐标为零点的交流信号，所述滤波电路对三角波和正弦波信号分别进行滤波处理，滤除干扰信号，所述求和电路对三角波信号和正弦波信号进行叠加运算，将经过叠加运算的信号经过放大电路进行放大处理；所述电源模块包括电容C1、电阻R1、二极管D1、三极管VT1、电位器RP1和发光二极管LED，所述电容C1一端分别连接电源VCC、发光二极管LED正极、电容C2、三极管VT2发射极和三极管VT1集电极，发光二极管LED负极连接电阻R1，电容C2另一端分别连接电阻R2和二极管D1正极，二极管D1负极分别连接三极管VT3基极和三极管VT4集电极，三极管VT3发射极连接电阻R3，三极管VT3集电极连接三极管VT2基极，三极管VT2集电极连接三极管VT1基极，所述三极管VT4基极分别连接电阻R4、二极管D2正极和三极管VT5发射极，三极管VT5集电极分别连接三极管VT4发射极和电阻R5，三极管VT5基极分别连接电容C3和电位器RP1滑片，电位器RP1一端连接电阻R6，电阻R6另一端分别连接三极管VT1发射极、电阻R4另一端、电阻R5另一端、电容C3另一端、电容C4和输出端Vo，电容C4另一端分别连接电位器RP1另一端、二极管D2负极、电阻R3另一端、电阻R2另一端、电阻R1另一端和电容C1另一端。所述单片机采用C8051F021。所述求和电路的运放采用TL074。所述电源VCC电压为24V。

[0015] 本发明的工作原理是：本发明系统上电运行后，定时器T0、T1分别进入定时状态，当到达正弦波设定的定时时间后触发T0中断，进入定时器T0中断服务程序，对于正弦波定时时间为正弦波周期除以采样点数，每次定时时间到通过单片机IO口输出正弦波每个采样点对应的数组元素并对采样点进行累加，当采样点增加到设定值时，对其清零，如此循环，就可以连续输出所需频率的正弦波；当到达三角波设定的定时时间后触发T1中断，进入定时器T1中断服务程序，对于三角波定时时间为三角波周期除以采样点数，每次定时时间到通过单片机IO口输出三角波采样点对应的增量值，通过标志位来判断是三角波上升的半周，还是下降的半周，在上升的半周对增量进行递增运算，在下降的半周对增量进行递减运算，当采样点数到达三角波半个周期的采样点数时，对其进行清零。如此循环就可以连续输出所需频率的三角波信号。通过平衡电路对三角波和正弦波的直流分量进去去除，得到幅值以X坐标为零点的交流信号、通过滤波电路对三角波和正弦波信号进行滤波处理，滤波干扰信号，求和电路对三角波信号和正弦波信号进行叠加运算，经过叠加运算的信号再经过放大电路进行放大处理，最终得到我们所需的调制信号。

[0016] 电源模块中，C2、R2和D1组成启动电路，R6和RP1组成取样电路，D2和R4构成基准电路，VT1、VT2个VT3构成比较放大电路，发光二极管LED作为电源指示，通电瞬间，向电容C2充电的电流在R2两端形成一个电压降，此电流经D1加到VT3基极，VT3导通，后端稳压电路启动，C2充电结束后，R2两端电压为0，D1处于反偏状态，当输出端Vo负载出现短路故障时，VT4和VT5处于截止状态，稳压输出为0，此时由于电容C2充电已经结束，D1截止，后端稳压电路不能启动；当短路排除后，由于人工关断输入电源VCC，电容C1和C2上的电压经过LED和R1泄放，再通电即可正常工作，VT5的输出端电压加在VT4的发射极，提高了控制灵敏度。

[0017] 对于本领域技术人员而言，显然本发明不限于上述示范性实施例的细节，而且在不背离本发明的精神或基本特征的情况下，能够以其他的具体形式实现本发明。因此，无论从哪一点来看，均应将实施例看作是示范性的，而且是非限制性的，本发明的范围由所附权利要求而不是上述说明限定，因此旨在将落在权利要求的等同要件的含义和范围内的所有变化囊括在本发明内。不应将权利要求中的任何附图标记视为限制所涉及的权利要求。

[0018] 此外，应当理解，虽然本说明书按照实施方式加以描述，但并非每个实施方式仅包含一个独立的技术方案，说明书的这种叙述方式仅仅是为清楚起见，本领域技术人员应当将说明书作为一个整体，各实施例中的技术方案也可以经适当组合，形成本领域技术人员可以理解的其他实施方式。

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