（
a） 电网电压转化为 TTL 方波
信号的硬件电路图
220 V 50 Hz
R
1
R
2
2ALF353
- 15 V
4
8
+ 15 V
C
2
1
CAP
3
2
C
1
R
3
C
3
R
4
R
5
R
6
边沿捕捉
单片机捕捉口
+
-
N
L
（
b） 正弦波幅值与极性控制电路图
4066
13
LF353 : 8 脚
1
2
R
9
R
10
R
8
+ 15 V
5
6
U2D
7
DAC0832:8 脚
+
-
2A
LF353
2ALF353
R
11
图
7
构成基准正弦电路的各环节电路
Fig.7 Sub - circuits of reference
sinusoid circuit
Xfer
CS
DI7
DI6
DI5
DI4
DI3
DI2
DI1
DI0
WR2
WR1
ILE
+ 15 V
C
4
Vref
8
U1 LF353 : 7 脚
DAC0832
Rfb
Iout2
Iout1
12 5
11
6
7
U2B
U
r
I ／ O 口
单片机
基准方波边
沿中断输入
（
c） 正弦波产生电路
+
-
9
LF353
地调整定时器的周期，以达到自适应跟踪电网频率
的目的。
周期中断服务子程序流程图如图
6
所示。
2.3
基准正弦电路原理
与电网电压信号同步的基准正弦电路的各环节
电路，如图
7
所示。
电网电压取样与正弦波
／
方波转换电路由变压
器取样、过零比较器组成，其输出的电压方波信号与
电网电压同步。
正弦波幅值和极性控制电路由运放
LF353
与模
拟开关
4066
及外围电阻
R
9
、
R
10
、
R
11
组成，如图
7
（
b
）
所示。 取
R
9
=R
10
=R
11
，则该电路实质是一个单位增益
放大器。 由于
4066
控制信号为基准电压方波信号，
则
LF353
输出双极性方波信号。 该双极性方波信号
作为模数转换器
DAC0832
的参考电压信号，且与所
需要产生的基准正弦电压同相。 通过调节电位器，可
调节基准正弦电压的幅值。
正弦波产生电路由单片机 、
DAC0832
和
LF353
组成，见图
7
（
c
）。 其核心是单片机和
DAC0832
。 每次
正弦波读表程序周期定时器中断时，代表正弦波幅
值 的
8
位 二 进 制 数 通 过 单 片 机 的
I ／ O
口 被 送 到
DAC0832
，将数字量转换成模拟量输出。 周而复始，
产生一串阶梯正弦波形。 由于
DAC0832
为电流型器
件，因此必须与运算放大器连接，构成
D ／ A
转换器。
3
基准正弦电路设计实例
与 电 网 电 压 信 号 同 步 的 基 准 正 弦 电 路 设 计 实
例：输入电压为
220
（
1 ± 10 %
）
V
（
50 Hz
），基准输出电
压 为
0 ~ 15 V
（峰 值 ）（
50 Hz
），单 片 机 采 用
PIC
系列
PIC16F 877
，数模转换芯片为
DAC0832
，
C
1
= C
2
= C
3
=
C
4
= 1 μF
，
R
1
、
R
8
用 电 位 器
504
，
R
2
= R
3
= 10 kΩ
，
R
4
=
3.3 kΩ
，
R
5
=20 kΩ
，
R
6
=10 kΩ
，
R
9
= R
10
= R
11
=150 kΩ
。
设计并研制成功的与电网电压信号同步的基准
正弦电路试验结果，如图
8
所示。 由图
8
可见，该基
准 正 弦 电 路 具 有 输 出 电 压 与 电 网 电 压 信 号 同 步 、
THD
小、幅值可调但不受电网电压波动的影响等优
点。 试验结果与理论分析一致。
CH1 : 5 V ／ div
CH2 : 5 V ／ div
t：5 ms ／ div
（
a） 电网电压信号（CH1）与
电网电压方波信号（CH2）
CH1 : 5 V ／ div
CH2 : 2 V ／ div
t：5 ms ／ div
（
b） 电网电压方波信号（CH1）与
极性控制信号（CH2）
CH1 : 5 V ／ div
CH2 : 5 V ／ div
t：5 ms ／ div
（
c） 电网电压（CH1）和与
其信号同步的基准正弦电压（CH2）
图
8
基准正弦电压电路试验波形
Fig.8 Experimental waveforms of reference sinusoid circuit
读正弦波表周期中断服务子程序
保存状态寄存器值，清除中断向量
根据指针号读取正弦数据表，
读数送到 DAC0832 口
保存指针号到指定变量
指针号+1，以备下次中断
时读取下一个正弦数据
返回
图
6
周期中断服务子程序流程图
Fig.6 Flowchart of cyclic interrupt subroutine
第
29
卷
电 力 自 动 化 设 备