标签: 三相spwm

         前些日子，因为课题需要，所以查阅了些资料，自己动手去做了一个频率可控的三相正弦信号发生器，实践中觉得利用脉宽调制的方法实现比利用DDS查表方式+DA芯片输出，不仅节省了资源，而且波形产生效果上更加理想，这一点我在实践尝试中深有体会。下面我总结一下我的辛勤劳动成果哈。。。呵呵！                                            ------小 记 一、基础理论方面    1）PWM是脉冲宽度调制（Pulse Width Modulation）的简称，它在自动控制和计算机技术领域中都有广泛的应用。PWM调制原理 ---------PWM 波通常由一列占空比不同的矩形脉冲构成，其占空比与信号的瞬时采样值成比例。     2）FPGA---SPWM      正弦脉宽调制(SPWM)技术在交流调速系统中得到广泛应用,但SPWM的波形生成是应用中一个难点,目前形成SPWM的方法有:(1)由分立元件构成,结构简单,但可靠性和精度均不能满足要求;(2)采用计算机计算或查表方式,省却了硬件电路,但CPU负担很重; (3)采用专用集成电路,如SLE4520、SA4828等,但其功能固定,可扩展性差;(4)采用FPGA(现场可编门阵列),具有速度快、精度高且可以在线编程修改等优点,是一种较好的方案。       实现SPWM原理；用输出的正弦信号作为调制波,用高频三角波作为载波.。      SPWM就是在对一个正弦波进行脉宽调制时，使脉冲系列的占空比按正弦规律来排列。当正弦值为最大值时，脉冲的宽度也最大，而脉冲间的间隔则最小。反之，当正弦值较小时，脉冲的宽度也较小，而脉冲间的间隔则较        正弦波的峰值电压与三角波峰值电压之比，通常称为SPWM的模 令三角波频率与正弦波频率之比为载波比，载波比越大，产生的SPWM波的“精度”上越高。 SPWM波的具体理论和实现方法还是比较多的，这方面没有深入研究，仅想说明，笔者，也就我呢，是根据对称规则采样方法实现的。 二、基于FPGA的实现简易SPWM波的生成-------顶层文件的代码说明    module spwm(             clock,key,             A_Data,B_Data,C_Data,             tri_q,da_clk,flag,led,             SPWM_A,SPWM_B,SPWM_C            ); input clock;  //系统时钟 input   key;// 按键频率控制 output reg    A_Data,B_Data,C_Data;//三相正弦表格输出值，SignalTap调试中查看数据 output      tri_q;   //DA数据输出 output   da_clk;  //DA时钟输出 output    flag,led; output   SPWM_A ,SPWM_B,SPWM_C;//对外输出的相移120的正弦脉宽调制信号 wire tri_clk,tri_updn;//可逆计数器的时钟和计数方向（用于控制三角波的生成） wire  fword; int_div div (.clock(clock),              .clk_out(da_clk));//该部分主要是在SignalTap调试中使用的采样时钟 //调用DDS模块：按键模块控制频率控制字fword，生成三路相位120度的“数字”正弦信号，并且产生控制可逆计数器的使能计数时钟和方向信号。主要技术参数是：一个正弦波周期采样样本数据个数1024（波形ROM表格深度） dds dds(              .clock(clock),       .fword(fword), .A_data(A_Data), .B_data(B_Data), .C_data(C_Data), .clk1(tri_updn), .clk512(tri_clk)      ); //调用三角波模块：可逆计数器的实现产生三角波（能在每输出一个正弦值的时候产生一个三角波），与DDS产生的正弦数据值进行比较，产生SPWM波 cnt Tri( .clk(tri_clk), .A_data(A_Data), .B_data(B_Data), .C_data(C_Data), .updn(tri_updn), .q(tri_q), .flag(flag), .SPWM_A(SPWM_A), .SPWM_B(SPWM_B), .SPWM_C(SPWM_C),         ); //按键控制频率模块 key_debounce  fre_control(          .clock(clock),         .key(key),         .fword(fword),          .led(led)//按键指示灯                  );   Endmodule   2）实际中体会   第一，DDS模块是一个比较常用的用数字方式实现模拟信号的方法，以前一直只用了频率控制，这一次还通过深入理解用上了相位控制，从这个角度来讲，可以用FPGA小菜一碟的实现频率和相位可控的多通道SPWM波，然后再去外加上RC滤波电路和运放电路就可以实现可控正弦波。   第二，这里的DDS模块还有产生一个可逆计数器的计数使能时钟和方向控制时钟，需要具体说说的是，如果你输出的正弦值是8位的，那么你的计数器的计数范围是在0---255---0，如果你输出的正弦值是9位的，那么你的计数器的计数范围是在0---511---0。还有，每此计数变化后（一个“数字”三角波产生），DDS中只输出一个正弦值，进行比较。     第三、不可小觑饿三角波的生成。这个所谓的SPWM的载波，是在实现中最让我花费心思的地方。    三角波生成代码：    always @(negedge clk )      begin          if(!updn) begin              counter =counter+1'b1;              if(counter ==9'd255)  counter2=9'd256;              q = counter;     end        else  begin               counter2 =counter2-1'b1;              if(counter2 ==9'd0)  counter=-9'd1;               q = counter2;  end        flag =updn;    end   上述代码是在反复调试过程中遇到问题后写出的，谈不上写得很好，毕竟自己只是FPGA的菜鸟级人物，但是还是比较理想的生成所需波形。    第四、在SPWM波生成以后，外接RC滤波电路，这里的目的呢，是滤掉高频信号，到“平滑”信号,这里的电容和电阻取得小些。再加上LM358小搭一个同相比例放大器，实现一个真正的“有源”信号输出和幅值控制。       最后星星分享DDS模块设计代码。哦，对了，还要罗嗦一句，真正的SPWM波主要还是用来做交流调压调频率的，所以还需要加死区控制，这里，我主要是生成正弦波，所以只能严谨地说，只能叫简易SPWM！