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系统工作原理与硬件实现

基于DAC波形拟合输出的可编程交流电源系统主要由主控芯片STM32F103ZET6、滤波、功率放大、变压器、显示、按键灯模块构成。系统原理框图如图1所示，CPU2根据输出要求，通过按键、显示环节设置好输出参数，交流恒流源价格，由SPI串行总线将数据传至CPU1，并用其内置12 bit DAC拟合出对应的波形并输出。由于DAC拟合出的波形为阶梯波，需对拟合出的波形进行滤波处理，先低通滤波后串电容进行交流耦合来提高波形质量。之后再对滤波后的波形进行功率放大处理，其中功放环节的增益为20 dB，可以对波形幅值进行适当放大。功率放大后的波形，按需选择相应的电压型或者电流型变压器接入即可得到所需的输出。在设定好幅值、频率、相位等参数并使之输出期间，交流恒流源厂家，CPU2对终输出的信号进行采集并计算，应用PID算法调节误差，使输出快速且稳定地响应至设定值，同时通过LCD液晶屏显示各输出参数。

波形拟合算法

本系统交流波形的生成是将事先拟合好的波形数据存在内存中，待收到输出指令后将数据输送至DAC寄存器中拟合输出。波形拟合公式如下：

式中，数组X[n]为拟合的交流波形点，n=0，交流恒流源，1，2，…，N-1；Am为各次谐波幅值，m=1，2，…，M；N为每周波拟合的点数，交流恒流源生产厂家，M为谐波次数。

DAC拟合出的交流波形为数字信号，从时域上看为阶梯波，每周波点数的多少对波形的质量有着直接的影响。对本系统DAC拟合出的频率为50 Hz的数字交流信号进行实测采样并进行了分析，采样频率为51 200 Hz。

评估可编程交流电源其他要求

调整率和失真

负载和线路调整率应该尽可能小，且失真低，即使在重载情况下或者供电的波动情况下，仍然可以保证高质量的输出。调节性能不佳或者输出波形的失真可能会导致实际测试条件不符合要求或者测试结果不正确，但是在现场不一定会发现这种测试异常是由于测试电源所引起的。此外负载调整率差的交流电源，输出阻抗较高而且只具有低峰值电流能力，不能为待测物提供测试所需要的峰值电流，这导致更高的测试失败率。另一个所需要考虑因素是负载响应时间，或者可编程交流电源响应负载的变化所需要的时间，具有快速负载响应时间的可编程交流电源一般都具有很低源阻抗和良好的负载调整率。