航空交流供电测试系统信号源的设计

3、循环地址产生器与波形存储器

循环地址产生器由 4526 二进制计数器实现。F-out 频率的信号接入4526 的CLK 端， F-out 的频率即是计数器的计数频率，计数器产生的12 位计数数据在4008 中与单片机发出 的相位控制信号相加，所得的12 位数据作为波形地址发送给由27256EPROM 构成的波形存储器，读取波形数据，本信号系统使用正弦波形，一个周期的波形数据分为512 个点存储。 因此，输出的交流信号的频率为：

F=F-out/512=n×51.2/512=0.1n

改变n 的值，就可以获得不同频率的信号。改变波形存储器中波形数据可产生不同形状 的波形，也可以通过增加存储波形数据来改善信号的波形。

4、D/A 转换及乘法电路

D/A 电路单元由DA 转换和模拟乘法器两部分构成，均由由AD7541 和opa27 运算放大 器实现。具体电路见图3。

电路中，AD7541 与运放OPA27 之间采用了单级二元运算的连接方式。左半部分为D/A 转换电路，右半部分为模拟乘法电路。D/A 电路将波形数据转换为带有直流成分的单级正弦 波模拟信号。根据AD7541 芯片此连接方式的运算公式，得到经D/A 转换后的信号为：

Ｖout1=－VREF×（1－BX/212）

BX 为波形存储器输出的波形数字量信号。

本系统中，VREF 设定为10V，所以经D/A 转换后的得到的正弦信号为Vout1=10sin（wt）。此信号直接接至乘法器的参考端，与单片机的控制信号AM 相乘，可得到幅值可调节的交流正弦信号。转换公式为：

Vout=VREF× (1－BX/212)×（1－AM/ 212）

因此，可以通过改变AM 的数值来调整输出交流信号的幅值。即Vout=AM×10sin（wt）。

5、功放系统

功放系统分为幅值放大和电流放大两部分，分别由运算放大器和甲乙类互补功率放大器 实现。电路连接如图4。

因为D/A 电路输出信号是具有直流成分的正弦信号，为了得到双极性正弦信号，在放大器的输入端，使用电容C1 滤去直流分量。由运放的原理可得：

Uoutput/Uinput=(R2+R3)/R2

Uinput 是过滤了直流分量的正弦信号幅值，因此，通过调整R3 与R2 的电阻值，可以放大 信号幅值并可根据需要改变放大倍数。

在电流放大部分使用甲乙类互补功率放大器，减小了信号的交越失真，保证了放大后的 信号波形的完整。使用达林顿管作为单体放大单元，提高输入阻抗。在功率不足以满足系统 需求时，可以并联使用以进一步增大功率放大倍数。

四、系统软件简介

本系统与配套工控机配合使用，由工控机通过串行接口对本信号源系统进行控制。工控 机部分的程序由Visual Basic 编写，信号系统程序以WAV6000 为开发平台，由汇编语言编 写。

由工控机发给单片机的命令为 2 进制数，一条命令由3 字节组成，连续发送两次。单片 机正确收到并校验后，返回命令00H，否则返回FFH。如果没有正确收到，0.5 秒后才能重 发。其数据格式如表1。

从数据格式可以看出，单片机依据据命令的首字节决定进行的处理动作。第二和第三字 节为具体控制数据。根据此格式，可以方便地进行系统的功能扩展。

五、结束语

本信号源系统电源电压、频率、相位以及波形形状可以根据实际情况由单片机进行调整。 具备体积小、重量轻、使用方便等优点。在使用过程中系统运行可靠，输出电源信号各参数 达到系统设计要求。且已经通过了技术鉴定并在其它测试领域得到较好的应用。良好的可扩 展性与性价比增加了其使用空间。