[基于TMS320C6713DSP开发板的240V交流电源的谐波分析.doc(2)

图4 用以初始化仿真系统的ADC，DAC以及C6713DSK模块B. CCS?软件界面上的谐波分析结果显示关于CCS?软件的设置总结在表1当中。有关其中一些关键参数的详细设置解释如下：a. 显示模式:：FFT模式FFT模式可用于显示输入信号的频谱或者谐波含量。b. 起始地址:：adc2_B.ADC起始地址是从CCS?的模数转换器的实时编码工作组算起的。adc2_B.ADC是在S功能块的最终输出地址。c. FFT序列：10选择更高的FFT序列可是编程更精确，但是程序的时效性会相应降低。d. FFT 窗函数：矩形窗选择矩形窗函数是为了能对信号频谱的某些特定区域进行分析。e. 采样率(Hz)：200对于50Hz的输入信号，其采样频率必须要大于被分析信号的最大频率的两倍(即至少100Hz以上)，因此采用200Hz的采样率可保证被采样信号满足应用要求(即不产生信号丢失或混频现象)。III. 分析结果要用该DSP套件来分析240V电源的谐波成分，首先，必须将电源调至5V档，使和DSP开发板的输入电压相匹配。将电源电压调到5V的方法有：i) 分压器；ii) 240 V/6 V步进变压器。DSP套件时域的输入和输出图形显示在示波器上，其频域特性曲线显示在CCS?软件界面当中。

显示方式 FFT模式 图名 波形显示 信号类型 实时 起始地址 adc2_B.ADC 图形处理数据大小 128 限时间隔 1 FFT框架 100 FFT顺序 10 FFT窗函数 矩形窗 显像保持 关 DSP数据类型 8位带符号整数 Q值 0 采样率(Hz) 200 成像方向 从左到右 数据左移显示 禁止 自动缩放 开 直流电压 0 显示坐标轴 开 频率单位 赫兹 状态栏 开 幅值刻度 线性 数据成像类型 条形 栅格类型 全栅格 指针模式 数据指针 表1 CCS?软件属性对话框设置为了与DSP套件的电压相匹配，使用一个17W电阻多构成的分压电路来使输入电压从240V降到5V。基于对电流的单独计算，以及分别对电阻耐压、不同电阻的分压的计算，电阻的电阻值采用940?和44k?。计算过程如下：完整的DSP仿真电路接线图如图5所示：图5 用分压器的电源谐波分析电路接线图结果显示，从电压源获得的总电流大小是5.34mA，这对于DSP开发版来说是允许的。940?电阻所承受的电压是5.02V，这与DSP开发板的启动电压也是很接近的。DSP开发板的输入输出结果如图6所示。DSK的输入和输出波形看上去有细微的差别，这是因为DSK内部数字化过程多产生的。

但是，很重要的一点是输入信号的绝大部分频谱都保存在了输出信号中，因为我们主要研究的是信号的频谱。图6 按图5连接的DSK电路的输入信号（上）和输出信号（下）的时域波形图离散化的波形可由DSK用数字形式采集。从CCS?上可以得到不同波形的频谱，50Hz 5V交流正弦波的频谱图如图7所示。图7显示，在50Hz处频率达到一个峰值，正好对应于电源的基波频率，还有在0Hz处也有一个峰值，此处对应于电源的直流分量，此处的正弦波不是一个纯的正弦波。图7 输出端50 Hz 5V交流正弦波的频谱图在实时谐波分析过程中，使用到了CCS?软件中的“图像属性对话框”中的“显示方式”下的“FFT多帧显示”选项。每执行刷新命令后，不同情况下的电源的频谱就显示在FFT多帧显示图中，如图8所示。图示仍然说明了0Hz和50Hz处的频率峰值分别对应于电源的绝大部分直流分量和电源信号的基波频率。图8 按图5连接的DSK电路输出的实时FFT频谱图VI. 结论上述即为基于TMS320C6713 DSP套件的电源谐波的频域分析技术。从分压器电路输出的波形并不是一个标准的正弦波形。这是因为电阻元件在降压阶段亦产生谐波，这一点可以从正弦波里面产生的纹波干扰中证实。

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