使用PLD设计三相正弦波发生器

使用本设计实例中的电路可以开发并实现一台轻型、无噪声、廉价的三相、60Hz正弦波电压发生器。尽管其目标是用于测试电源控制器的电路，但它也可以用于需要具有120°相对相位差的三个正弦波的其它应用。IC1是一只22V10 PLD（可编程逻辑器件），它产生三个三相、60 Hz方波电压。IC1的内部寄存器Q0、Q1与Q2位使Q3位设定为领先Q4位 120°，并使Q5位设定为落后Q3位240°（图1）。将IC1的时钟频率设为748Hz，可在Q3、Q4和Q5产生60Hz输出。

IC1的三个方波输出电压（Q3、Q4和Q5）分别驱动IC2、IC3和IC4（图2），三只Maxim MAX294八阶低通开关电容滤波器产生三个2V正弦波（图2）。IC5（555时基电路）接成非稳态振荡器，产生一个6kHz、TTL电平源，为所有三个滤波器提供时钟，其频率是所需60Hz输出频率的10倍。每个滤波器输出处有一只100nF的隔直电容器，以保证三相输出的摆幅相对于地为+2 V ~ -2V。注意每个滤波器都会将输出反相，相对其输入方波产生一个180°相移。

图3描述了IC1各输出之间的相位关系。 该公式转换为设定/复位信号，当将它们加在IC1的一个6位定序器块上时，产生64个逻辑状态。输出Q5、Q4和Q3表示三个最高有效位，而Q2、Q1和Q0表示三个最低有效位。在转换后，一个模拟的Basic程序产生用于IC1定序器和逻辑状态的熔丝编程码。虽然只用16个逻辑状态就能定义定序器的功能，但剩下的48个状态也需要定义，以避免异常动作。