本實用新型涉及一種電壓信號發(fā)生裝置，屬于信號發(fā)生器領域。
背景技術：
在現(xiàn)有電壓信號發(fā)生裝置的使用過程中，當錯誤輸入的基波電壓頻率參數(shù)、諧波電壓頻率參數(shù)與采樣頻率參數(shù)之間不滿足香農(nóng)采樣定理時，電壓信號發(fā)生裝置無法輸出電壓信號，但是，電壓信號發(fā)生裝置不會對該錯誤進行指示，進而增加了使用者排除故障的時間。
技術實現(xiàn)要素：
本實用新型為解決當輸入?yún)?shù)之間不滿足香農(nóng)采樣定理時，現(xiàn)有電壓信號發(fā)生裝置不具備錯誤提示的功能的問題，提出了一種電壓信號發(fā)生裝置。
本實用新型所述的電壓信號發(fā)生裝置包括電壓幅值信號發(fā)生單元1、基波電壓頻率信號發(fā)生單元2、諧波電壓頻率信號發(fā)生單元3、采樣信息發(fā)生單元4、信號預處理單元5、信號合成處理單元6、信號合成轉(zhuǎn)換單元7和顯示單元8；
電壓幅值信號發(fā)生單元1的電壓幅值信號輸出端同時與信號預處理單元5的電壓幅值信號輸入端和信號合成轉(zhuǎn)換單元7的電壓幅值信號輸入端相連，基波電壓頻率信號發(fā)生單元2的基波電壓頻率信號輸出端同時與信號預處理單元5的基波電壓頻率信號輸入端和信號合成轉(zhuǎn)換單元7的基波電壓頻率信號輸入端相連，諧波電壓頻率信號發(fā)生單元3的諧波電壓頻率信號輸出端同時與信號預處理單元5的諧波電壓頻率信號輸入端和信號合成轉(zhuǎn)換單元7的諧波電壓頻率信號輸入端相連，采樣信息發(fā)生單元4的采樣信息輸出端同時與信號預處理單元5的采樣信息輸入端和信號合成轉(zhuǎn)換單元7的采樣信息輸入端相連；
信號預處理單元5的告警信號輸出端與顯示單元8的告警信號輸入端相連，信號預處理單元5的電壓合成轉(zhuǎn)換信號輸出端與信號合成轉(zhuǎn)換單元7的電壓合成轉(zhuǎn)換信號輸入端相連，信號預處理單元5的電壓幅值信號輸出端、基波電壓頻率信號輸出端、諧波電壓頻率信號輸出端、采樣信息輸出端和總諧波失真率數(shù)據(jù)輸出端分別與信號合成處理單元6的電壓幅值信號輸入端、基波電壓頻率信號輸入端、諧波電壓頻率信號輸入端、采樣信息輸入端和總諧波失真率數(shù)據(jù)輸入端相連；
信號合成處理單元6的電壓幅值信號輸出端、電壓增益信號輸出端、電壓有效值隨信號合成處理單元6接收到電壓幅值信號和諧波電壓頻率信號變化的波形信號輸出端和總諧波失真率數(shù)據(jù)輸出端分別與顯示單元8的電壓幅值信號輸入端、電壓增益信號輸入端、所述波形信號的輸入端和總諧波失真率數(shù)據(jù)輸入端相連；
信號合成轉(zhuǎn)換單元7的電壓信號輸出端與待校準儀器的電壓信號輸入端相連；
所述采樣信息包括采樣頻率信息和采樣時間信息；
當信號預處理單元5接收到的采樣頻率數(shù)據(jù)大于諧波電壓頻率數(shù)據(jù)與基波電壓頻率數(shù)據(jù)的差值的2倍時，信號預處理單元5向信號合成轉(zhuǎn)換單元7發(fā)送電壓合成轉(zhuǎn)換信號，同時，信號預處理單元5根據(jù)其接收到的基波電壓頻率數(shù)據(jù)和諧波電壓頻率數(shù)據(jù)計算總諧波失真率，并將計算得到的總諧波失真率數(shù)據(jù)以及其接收到的電壓幅值信號、基波電壓頻率信號、諧波電壓頻率信號和采樣信息發(fā)送至信號合成處理單元6，否則，信號預處理單元5向顯示單元8發(fā)送告警信號；
信號合成轉(zhuǎn)換單元7根據(jù)其接收到的電壓合成轉(zhuǎn)換信號、電壓幅值信號、基波電壓頻率信號和諧波電壓頻率信號合成電壓信號，并根據(jù)采樣信息對該電壓信號進行模數(shù)轉(zhuǎn)換，并將其發(fā)送至待校準儀器；
信號合成處理單元6根據(jù)其接收到的電壓幅值信號、基波電壓頻率信號和諧波電壓頻率信號合成電壓信號，對該電壓信號進行處理得到電壓幅值信號、電壓增益信號以及電壓有效值隨信號合成處理單元6接收到電壓幅值信號和諧波電壓頻率信號變化的波形信號，根據(jù)采樣信息對處理得到電壓幅值信號、電壓增益信號和所述波形信號進行模數(shù)轉(zhuǎn)換，并將轉(zhuǎn)換后的電壓幅值信號、電壓增益信號、所述波形信號以及其接收到的總諧波失真率數(shù)據(jù)發(fā)送至顯示單元8。
作為優(yōu)選的是，諧波電壓頻率信號發(fā)生單元3輸出的諧波電壓頻率數(shù)據(jù)為基波電壓頻率信號發(fā)生單元2輸出的基波電壓頻率數(shù)據(jù)的N倍，2≤N≤64，N為偶數(shù)。
作為優(yōu)選的是，基波電壓頻率信號發(fā)生單元2輸出的基波電壓頻率數(shù)據(jù)為50Hz、400Hz或1000Hz；
電壓幅值信號發(fā)生單元1輸出的電壓幅值數(shù)據(jù)為0-5V。
顯示單元用于根據(jù)其接收到的告警信號對使用者進行報警和錯誤提示，并用于顯示電壓幅值數(shù)據(jù)、電壓增益數(shù)據(jù)、電壓有效值隨信號合成處理單元6接收到電壓幅值信號和諧波電壓頻率信號變化的波形和總諧波失真率數(shù)據(jù)。
本實用新型所述的電壓信號發(fā)生裝置設置有信號預處理單元，當信號預處理單元接收到的采樣頻率數(shù)據(jù)小于或等于諧波電壓頻率數(shù)據(jù)與基波電壓頻率數(shù)據(jù)的差值的2倍時，其向顯示單元發(fā)送告警信號，顯示單元根據(jù)告警信號對使用者進行報警和錯誤提示，解決了當輸入?yún)?shù)之間不滿足香農(nóng)采樣定理時，現(xiàn)有電壓信號發(fā)生裝置不具備錯誤提示的功能的問題。
附圖說明
在下文中將基于實施例并參考附圖來對本實用新型所述的電壓信號發(fā)生裝置進行更詳細的描述，其中：
圖1是實施例所述的電壓信號發(fā)生裝置的結(jié)構(gòu)示意圖。
具體實施方式
下面將結(jié)合附圖對本實用新型所述的電壓信號發(fā)生裝置作進一步說明。
實施例：下面結(jié)合圖1詳細地說明本實施例。
本實施例所述的電壓信號發(fā)生裝置包括電壓幅值信號發(fā)生單元1、基波電壓頻率信號發(fā)生單元2、諧波電壓頻率信號發(fā)生單元3、采樣信息發(fā)生單元4、信號預處理單元5、信號合成處理單元6、信號合成轉(zhuǎn)換單元7和顯示單元8；
電壓幅值信號發(fā)生單元1的電壓幅值信號輸出端同時與信號預處理單元5的電壓幅值信號輸入端和信號合成轉(zhuǎn)換單元7的電壓幅值信號輸入端相連，基波電壓頻率信號發(fā)生單元2的基波電壓頻率信號輸出端同時與信號預處理單元5的基波電壓頻率信號輸入端和信號合成轉(zhuǎn)換單元7的基波電壓頻率信號輸入端相連，諧波電壓頻率信號發(fā)生單元3的諧波電壓頻率信號輸出端同時與信號預處理單元5的諧波電壓頻率信號輸入端和信號合成轉(zhuǎn)換單元7的諧波電壓頻率信號輸入端相連，采樣信息發(fā)生單元4的采樣信息輸出端同時與信號預處理單元5的采樣信息輸入端和信號合成轉(zhuǎn)換單元7的采樣信息輸入端相連；
信號預處理單元5的告警信號輸出端與顯示單元8的告警信號輸入端相連，信號預處理單元5的電壓合成轉(zhuǎn)換信號輸出端與信號合成轉(zhuǎn)換單元7的電壓合成轉(zhuǎn)換信號輸入端相連，信號預處理單元5的電壓幅值信號輸出端、基波電壓頻率信號輸出端、諧波電壓頻率信號輸出端、采樣信息輸出端和總諧波失真率數(shù)據(jù)輸出端分別與信號合成處理單元6的電壓幅值信號輸入端、基波電壓頻率信號輸入端、諧波電壓頻率信號輸入端、采樣信息輸入端和總諧波失真率數(shù)據(jù)輸入端相連；
信號合成處理單元6的電壓幅值信號輸出端、電壓增益信號輸出端、電壓有效值隨信號合成處理單元6接收到電壓幅值信號和諧波電壓頻率信號變化的波形信號輸出端和總諧波失真率數(shù)據(jù)輸出端分別與顯示單元8的電壓幅值信號輸入端、電壓增益信號輸入端、所述波形信號的輸入端和總諧波失真率數(shù)據(jù)輸入端相連；
信號合成轉(zhuǎn)換單元7的電壓信號輸出端與待校準儀器的電壓信號輸入端相連；
所述采樣信息包括采樣頻率信息和采樣時間信息；
當信號預處理單元5接收到的采樣頻率數(shù)據(jù)大于諧波電壓頻率數(shù)據(jù)與基波電壓頻率數(shù)據(jù)的差值的2倍時，信號預處理單元5向信號合成轉(zhuǎn)換單元7發(fā)送電壓合成轉(zhuǎn)換信號，同時，信號預處理單元5根據(jù)其接收到的基波電壓頻率數(shù)據(jù)和諧波電壓頻率數(shù)據(jù)計算總諧波失真率，并將計算得到的總諧波失真率數(shù)據(jù)以及其接收到的電壓幅值信號、基波電壓頻率信號、諧波電壓頻率信號和采樣信息發(fā)送至信號合成處理單元6，否則，信號預處理單元5向顯示單元8發(fā)送告警信號；
信號合成轉(zhuǎn)換單元7根據(jù)其接收到的電壓合成轉(zhuǎn)換信號、電壓幅值信號、基波電壓頻率信號和諧波電壓頻率信號合成電壓信號，并根據(jù)采樣信息對該電壓信號進行模數(shù)轉(zhuǎn)換，并將其發(fā)送至待校準儀器；
信號合成處理單元6根據(jù)其接收到的電壓幅值信號、基波電壓頻率信號和諧波電壓頻率信號合成電壓信號，對該電壓信號進行處理得到電壓幅值信號、電壓增益信號以及電壓有效值隨信號合成處理單元6接收到電壓幅值信號和諧波電壓頻率信號變化的波形信號，根據(jù)采樣信息對處理得到電壓幅值信號、電壓增益信號和所述波形信號進行模數(shù)轉(zhuǎn)換，并將轉(zhuǎn)換后的電壓幅值信號、電壓增益信號、所述波形信號以及其接收到的總諧波失真率數(shù)據(jù)發(fā)送至顯示單元8；
基波電壓頻率信號發(fā)生單元2輸出的基波電壓頻率數(shù)據(jù)為400Hz；
諧波電壓頻率信號發(fā)生單元3輸出的諧波電壓頻率數(shù)據(jù)為基波電壓頻率信號發(fā)生單元2輸出的基波電壓頻率數(shù)據(jù)的N倍，2≤N≤64，N為偶數(shù)；
電壓幅值信號發(fā)生單元1輸出的電壓幅值數(shù)據(jù)為0-5V。
在本實施例中，電壓幅值信號發(fā)生單元、基波電壓頻率信號發(fā)生單元、諧波電壓頻率信號發(fā)生單元和采樣信息發(fā)生單元均分別基于74HC系列的芯片實現(xiàn)，信號預處理單元基于74LS系列的芯片實現(xiàn)，信號合成處理單元和信號合成轉(zhuǎn)換單元均分別基于DDS系列芯片實現(xiàn)；
在軟件方面，本實施例所述的電壓信號發(fā)生裝置利用現(xiàn)有的虛擬儀器技術、數(shù)字合成技術和加漢寧窗函數(shù)的快速傅里葉變換技術合成400Hz基波和包含2-64次諧波信號在內(nèi)的復雜信號，能夠滿足當今軍工和航空領域的應用要求。
本實施例所述的電壓信號發(fā)生裝置的硬件少、體積小、操作簡單、測試方便、功能豐富、結(jié)果清晰直觀、可移植性強，是實驗室測試和現(xiàn)場測試中理想的中頻信號發(fā)生器。
雖然在本文中參照了特定的實施方式來描述本實用新型，但是應該理解的是，這些實施例僅是本實用新型的原理和應用的示例。因此應該理解的是，可以對示例性的實施例進行許多修改，并且可以設計出其他的布置，只要不偏離所附權(quán)利要求所限定的本實用新型的精神和范圍。應該理解的是，可以通過不同于原始權(quán)利要求所描述的方式來結(jié)合不同的從屬權(quán)利要求和本文中所述的特征。還可以理解的是，結(jié)合單獨實施例所描述的特征可以使用在其他所述實施例中。