[发明专利]一种高精准正弦波信号发生方法

说明书

本发明提供了一种高精准正弦波信号发生方法，包括以下步骤：S1：构建由n个H桥变换器级联的正弦波信号拟合电路；S2：选择H桥变换器直流侧电压V_dc，并根据待拟合的正弦波信号电压基波分量V_1m确定调制比m；S3：根据m和n的关系确定各个H桥变换器的开关角的初始值；S4：根据各个H桥变换器的开关角的初始值确定各个H桥变换器中开关管的控制角度。其效果是：利用该方法对开关角的初值进行设定，迭代收敛效果好，速度快，而且可以适应更广的设计范围，避免在部分m和n的取值情况下，初值求取无解的问题，同时可以产生能够消除特定谐波的高精准正弦波信号，提升信号质量。

技术领域

本发明涉及电子信息技术，具体涉及一种高精度正弦波信号发生方法。

背景技术

在仪器仪表测试领域常常涉及到高精准正弦波信号源，如图1所示，现有技术中通常采用多个H桥级联，用阶梯波来拟合正弦波，通过选择特定的开关时刻，来产生对应等级的阶梯波形，从而实现正弦波信号的输出。

但其存在的技术缺陷是：

对各个H桥开关角的初始值设定不够准确，导致产生的信号波形中谐波较多，影响信号质量。

发明内容

基于上述缺陷，本发明提出一种高精准正弦波信号发生方法，该方法对级联的H桥中各个开关的初始值进行约束，使其设计过程更加规范，产生的信号能够实现谐波的消除，提升信号质量。

为实现上述目的，本发明所采用的具体技术方案如下：

一种高精准正弦波信号发生方法，其关键在于包括一下步骤：

S1：构建由n个H桥变换器级联的正弦波信号拟合电路；

S2：选择H桥变换器直流侧电压V_dc，并根据待拟合的正弦波信号电压基波分量V_1m确定调制比m；

S3：根据m和n的关系确定各个H桥变换器的开关角的初始值；

S4：根据各个H桥变换器的开关角的初始值逐步迭代确定各个H桥变换器中开关管的控制角度。

可选地，步骤S3中，取正弦波信号电压基波分量V_1m＝1，判断条件是否成立，如是不成立，则按照：

计算各个H桥变换器的开关角的初始值；

如果成立，则按照：

计算各个H桥变换器的开关角的初始值，其中，i为3≤i≤n-3之间的奇数。

可选地，在确定各个开关角的初始值后，利用基于最小二乘的fsolve函数求解各个H桥变换器中开关管的控制角度。

可选地，H桥变换器级联的个数n为大于等于3的奇数。

本发明的有益效果：

利用该方法对开关角的初值进行设定，迭代收敛效果好，速度快，而且可以适应更广的设计范围，避免在部分m和n的取值情况下，初值求取无解的问题，同时可以产生能够消除特定谐波的高精准正弦波信号，提升信号质量。

附图说明

为了更清楚地说明本发明具体实施方式或现有技术中的技术方案，下面将对具体实施方式或现有技术描述中所需要使用的附图作简单地介绍。

图1为本发明具体实施例的电路拓扑结构图；

图2为本发明的基于H桥变换器级联叠加消谐得出的阶梯形电压波形；

图3为调制比不同情况下各个开关角初值的取值情况；

图4为图3左极限放大情况的示意图；