專利名稱:波形重組合技術(shù)的制作方法
波形重組合技術(shù)(WRT)屬于組合電源，逆變電源，數(shù)字放大器，數(shù)/模轉(zhuǎn)換器技術(shù)領(lǐng)域：
，基本原理是用數(shù)字電路或電子計(jì)算機(jī)對(duì)數(shù)制功率部件進(jìn)行控制，以高效率、低失真直接合成各種功率等級(jí)的精確電力、信號(hào)波形的技術(shù)方法。
為生成各種特定波形，或從一種電力波形變換到另一種電力波形，或從不穩(wěn)定的電力波形變成穩(wěn)定電力波形，現(xiàn)有技術(shù)常采用信號(hào)發(fā)生器、變流機(jī)(如直流變交流的電機(jī))、變壓器(改變交流幅值的電器)、放大器(電壓或電流幅值放大)、逆變器(直流變直流或直流變交流)、穩(wěn)定器(穩(wěn)定電壓、電流、頻率等)和各種電路。所有以上這些設(shè)備裝置都或多或少地存在著這樣那樣的缺點(diǎn)，如電能轉(zhuǎn)換效率低，波形失真度高，使用面狹，控制性能差等。
圖1為任意的周期性電壓波形，令其一個(gè)周期內(nèi)的波形均分成從to到tn個(gè)時(shí)間分段，則對(duì)應(yīng)于各時(shí)刻，就會(huì)有從Vo到Vn個(gè)電壓值。如果n足夠大，該時(shí)段內(nèi)的這個(gè)對(duì)應(yīng)電壓值可以認(rèn)為是不變的。如果另外已有從Vo到Vn個(gè)(不多于n種)不同值的電壓源可供選擇的話，用電子開關(guān)按波形所要求的程序依次選通這些電壓源就可以理想地得到該波形的電力輸出，這就是目前正在研究的波形合成法，見英國專利申請(qǐng)GB2015834A波形合成器(WAVEFORM SYNTHESIZER)。為了得到較好的波形，用波形合成法就需要大量的電源，從而使裝置結(jié)構(gòu)龐大，成本增高，所以波形合成法在實(shí)用上受到了一定的限制。
本發(fā)明WRT的目的正是針對(duì)以上設(shè)備的缺陷，以數(shù)字或計(jì)算機(jī)控制技術(shù)的高性能，直接與數(shù)字功率技術(shù)的高效率相結(jié)合，獨(dú)創(chuàng)性地解決現(xiàn)有技術(shù)的不足而產(chǎn)生的一種新穎原理和技術(shù)方法以及一些具體產(chǎn)品。
參照以下16幅附圖，結(jié)合5張附表以及文字解釋，本發(fā)明的原理和實(shí)施方法將更易于理解，其優(yōu)點(diǎn)和新穎性也將更顯而易見。
圖1、電壓波形合成法示意圖。
圖2、WRT的功率部分-電壓成器(VS，83)及濾波輸出圖。
圖3、n位m進(jìn)制數(shù)制電源構(gòu)成的電壓合成器(換向橋同圖2，略)。
圖4、八位二進(jìn)制數(shù)制電源構(gòu)成的電壓合成器(換向橋同圖2，略)。
圖5、選通-206V時(shí)的簡化電路及電流流向圖。
圖6、由交流電能供電、電容器儲(chǔ)能的數(shù)制電源結(jié)構(gòu)圖。
圖7、用機(jī)械開關(guān)的直流組合電源。
圖8、直流組合電源中防止同數(shù)位上的單元短路的聯(lián)鎖方法圖。
圖9、控制信號(hào)譯碼器(CSD，84)圖。
圖10、選通脈沖波形圖。
圖11、用WRT原理構(gòu)成輸出任意波形電源裝置的原理圖。
圖12、用WRT原理構(gòu)成交流或脈動(dòng)直流變頻變幅電源裝置的原理圖。
圖13、用WRT原理構(gòu)成交流無瞬斷跟蹤電源的原理圖。
圖14、用WRT原理將非穩(wěn)定電能饋入電網(wǎng)的原理圖。
圖15、用計(jì)算機(jī)作為控制器的WRT萬能電源原理圖。
圖16、WRT數(shù)字式放大器原理圖。
WRT原理中的第一個(gè)發(fā)明是數(shù)制電源和電壓合成器，及由電壓合成器構(gòu)成的直流組合電源。
數(shù)字微電子技術(shù)的發(fā)展啟示我們，如果用數(shù)量很少的數(shù)制電壓源代替用在波形合成法中的大量電壓源，用本發(fā)明中稱為單元(ELE-MENTS)的數(shù)制電壓(DICITAL VOLTAGES)的電源按數(shù)制規(guī)律布置聯(lián)接，在稱為電壓合成器(VOLTAGE SYNTHESIZER，簡稱VS)的功率部分先重新組合成一個(gè)個(gè)單獨(dú)的電壓源以代替波形合成法中的大量電壓源，再一步步地合成完整的波形，這就是本方法發(fā)明-WRT中的數(shù)制功率部分。
圖2為四位四進(jìn)制的VS，從E11-E43(1-12)的12個(gè)單元之間的電壓關(guān)系應(yīng)符合四位四進(jìn)制的數(shù)制規(guī)律，見表1。設(shè)單位電壓(UNIT)為1V，則E11＝1V，E22＝8V，E33＝48V…。如單位電壓為aV，則E11＝aV，…E43＝192aV。VS中的數(shù)制和位數(shù)可任意選擇，最高值的單元可任意增減，甚至各單元也可以根據(jù)特定的應(yīng)用需要不按嚴(yán)格的數(shù)制規(guī)律布置，其目的無非是用最少的單元組成應(yīng)用中所需要的最多的電壓值，但一般說來用數(shù)制電源可用最少的單元組成一組均勻分布的電壓值，且控制、編碼均十分方便。(33)中有12個(gè)電壓單元(1-12)，4只零值二極管D11-D41(29-32)和16只電子開關(guān)S11-S54(13-28)。其聯(lián)接規(guī)則為在同一行(數(shù)位)中的單元(1-3)的三個(gè)電源負(fù)極與(29)的正端相聯(lián)接，(1-3)的正極分別與開關(guān)S11-S13(13-15)串聯(lián)后共同與(29)的負(fù)端相聯(lián)接，組成數(shù)制電源的最低位。按同樣的聯(lián)接法，(4-6)、(16-18)和(30)組成數(shù)制電源的第二位(即高一位);(7-9)、(19-21)、(31)組成數(shù)制電源的第三位;(10-12)、(22-24)、(32)組成數(shù)制電源的第四位(即最高位)。第一位二極管的負(fù)端(34)與第四位二極管的正端(34′)成為AA′接到由S51-S54(25-28)四只開關(guān)組成的換向橋(POLARITY BRIDGE)。從單元所合成的電壓總是(34)為正，(34′)為負(fù)，但經(jīng)過換向橋后，如(25)和(28)同時(shí)導(dǎo)通，則B端為正，B′端為負(fù)，如(26)和(27)同時(shí)導(dǎo)通，則B端為負(fù)，B′端為正。所以換向橋是同一方向聯(lián)接的單元產(chǎn)生不同極性的交流輸出所必不可少的。
如果把圖2的四位四進(jìn)制電源擴(kuò)大為n位m進(jìn)制電源，就成為圖3的結(jié)構(gòu)，表2為n位m進(jìn)制電源中單元間的電壓關(guān)系。
圖4和表3為用八位二進(jìn)制數(shù)制電源構(gòu)成的電壓合成器(33′)的結(jié)構(gòu)及單元的電壓倍率表。
(33)中的各電子開關(guān)(13-24)稱為數(shù)值選通開關(guān)，(25-28)稱為換向開關(guān)。這些開關(guān)的通斷控制原則為1.如(13-28)的開關(guān)都不選通，或(13-24)中雖然有選通，但(25-28)都不選通，
＝0V;
2.同一行中的三只開關(guān)在同一時(shí)刻，最多只能有一只開關(guān)選通，如(13-15)中同一時(shí)刻可以都不選通，可以其中一只選通，但不可以二只或二只以上同時(shí)選通;
3.不同各行中的開關(guān)的選通無關(guān)系，例如(13-15)這一行開關(guān)的不選通或任意一只選通與(16-18)這一行或(22-24)這一行的開關(guān)的是否選通沒有任何限制，反之亦然;
4.在(25-28)四只換向開關(guān)中，(25)和(28)稱為正向開關(guān)，(26)和(27)稱為負(fù)向開關(guān)，同名開關(guān)必須同時(shí)選通，非同名開關(guān)絕對(duì)不可以同時(shí)選通;VAA′≠0時(shí)，正向開關(guān)選通前負(fù)向開關(guān)必須關(guān)閉，選通結(jié)果VBB′＞0，(33)輸出正電壓;反之，負(fù)向開關(guān)選通前正向開關(guān)必須關(guān)閉，選通結(jié)果VBB′＜0，(33)輸出負(fù)電壓。
根據(jù)圖2的布置及開關(guān)控制原則，忽略開關(guān)和二極管的導(dǎo)通壓降，假定單位電壓為1V，則就可以僅用12個(gè)單元的數(shù)制電源，4只零值二極管和16只電子開關(guān)，經(jīng)過適當(dāng)?shù)倪x通而產(chǎn)生0-±255V，總數(shù)為511種的整數(shù)值電壓。例如，要使VBB′＝64V，則應(yīng)選通開關(guān)(22)、(25)和(28)，這時(shí)，(10)＝64的正端經(jīng)過開關(guān)(22)、二極管(31、30和29)和開關(guān)(25)到達(dá)B端，B′端則經(jīng)開關(guān)(28)到達(dá)(10)的負(fù)端。同樣地，如輸出端(36)已接負(fù)載，要使負(fù)載上得到-206V電壓(忽略濾波器壓降)，則應(yīng)使開關(guān)(14)、(18)、(24)、(26)、(27)選通，導(dǎo)通后的簡化電路如圖5所示。圖中虛線箭頭為電流流通的方向。(29)、(30)、(32)由于反偏而截止，沒有開關(guān)選通的一行單元的零值二極管如(31)總是正向?qū)ǖ?。而不同行單元的電壓，總是同向串?lián)相加的。由圖5可見，此時(shí)負(fù)載上的電壓Vo為Vo＝-(2+12+0+192)＝-206V不難看出，圖4的八位二進(jìn)制數(shù)制電源也具有與圖2相同的輸出能力，但單元數(shù)從12降為8，電子開關(guān)數(shù)由16降為12，二極管數(shù)從4增到8，經(jīng)濟(jì)性比圖2為佳，惟考慮到開關(guān)、二極管壓降時(shí)，圖4電路的壓降略大，使效率有所下降。
數(shù)制電源中的單元(1-12)可以是太陽能電池、熱電偶等無蓄電能力的發(fā)電體，也可以是蓄電池、干電池。蓄電池可以由單相或多相交流電能經(jīng)多繞組變壓器(37)和整流器(38)充電。蓄電池也可由足夠容量的儲(chǔ)能電容器(1′、2′、3′…)代替，但此時(shí)電容上所蓄電壓的數(shù)值在正常狀況下應(yīng)符合數(shù)制規(guī)律。這樣，數(shù)制電源就可由經(jīng)濟(jì)的電網(wǎng)或其它電能供給。圖6為交流供電的數(shù)制電源原理圖(圖中只畫出第一位的單元，其它三位類同故省略)。相同的n相變壓器(37)，n相整流器(38)就可以組成n相充電器向蓄電池或電容器充電。為減少變壓器和儲(chǔ)能電容器的成本，變壓器的初級(jí)也可由頻率較高的交流或由直流開關(guān)斬波后的中頻交流供電。
電子開關(guān)(13-28)可以是晶體管、場(chǎng)效應(yīng)管，也可以是可控硅或其它電子開關(guān)，在頻率較低時(shí)甚至機(jī)械開關(guān)或繼電器觸點(diǎn)開關(guān)都可以。如果用雙向開關(guān)，可實(shí)現(xiàn)把負(fù)載端的電能向蓄電池或電容器充電反饋的目的。
濾波器(35)是為濾除電子開關(guān)選通脈沖頻率fs(90)的紋波輸出並減少輸給負(fù)載的中、高頻干擾而設(shè)的，由于fs遠(yuǎn)比波形輸出的頻率為高，且用WRT輸出的波形已能非常接近所需的理想波形，所以本發(fā)明對(duì)濾波器的要求很低，濾波器可相當(dāng)簡單，濾波器上的能量損失就可以大大減少。
應(yīng)用電壓合成器VS的原理，可以用很少幾個(gè)單元，得到幾十倍甚至千萬倍數(shù)量的不同電壓值的直流電壓，更由于VS的效率比直流穩(wěn)壓器高，體積很小，所以很適合用作便攜式直流多用途電源，成為一種新的產(chǎn)品-直流組合電源。
圖7為用機(jī)械開關(guān)的直流組合電源線路圖，其VS采用圖4的八位二進(jìn)制數(shù)制電源合成器，單元和零值二極管不變，但其數(shù)值選通開關(guān)(48-55)由8只雙刀單擲機(jī)械開關(guān)(48′-55′)代替，4只換向開關(guān)(25-28)由一只雙刀雙擲機(jī)械開關(guān)S55(75)代替。(48′-55′)的左半部分起選通單元的作用，右半部分可分別用來接通指示燈(65-72)以便指示該位上的單元是否接通。(65-72)可以是普通指示燈泡(用交流或直流供電都可以)，也可以是發(fā)光二極管(用電壓值適當(dāng)?shù)膯卧蚱渌绷鞴╇?，CC′(73)為其供電端。當(dāng)然為了省電的目的而用開關(guān)上的機(jī)械通斷指示器代替指示燈更好。C1(74)為總濾波電容器。單元(40-47)可用干電池或蓄電池組成，如果用蓄電池作單元，可以用多繞組變壓器(37)和整流器(38)對(duì)其充電。在有交流電源的場(chǎng)所，(39)可由(37)和(38)供電，這時(shí)單元可由便宜的電容器代替蓄電池。為使各單元的電壓比較穩(wěn)定，也可以用3相或多相交流供電，如用開關(guān)式穩(wěn)壓器將輸入交流先整流成直流，該直流經(jīng)電子開關(guān)斬波成中頻交流並在逆變過程中增加穩(wěn)壓功能，則不但裝置的穩(wěn)壓性能可以提高，而且(37)和作為單元用的電容器的體積、成本將大為降低，攜帶使用將更方便。本直流組合電源中的單元也可以由蓄電池代替部份電容器而構(gòu)成交直流共同供電型，即在有交流供電時(shí)，直流輸出全部由交流供給電能;而在無交流供電時(shí)，某一種或幾種直流輸出電壓可由裝置中的一個(gè)或多個(gè)蓄電池單元供電。本直流組合電源還有一個(gè)很大的優(yōu)點(diǎn)，就是在需要多路直流同時(shí)供電的場(chǎng)所，可以通過裝置后部的接線端將八個(gè)已聯(lián)接成一體的單元分解成八組獨(dú)立的單元，再將這些單元按需要改接成最多為八路的獨(dú)立輸出電壓，達(dá)到多路直流同時(shí)供電的目的。
由圖7可以看出，僅用一個(gè)變壓器(37)和一組整流器(38，需16只整流管)，另加8只二極管，9只電容器，9只機(jī)械開關(guān)，8只發(fā)光二極管指示燈，18只接線柱(圖中僅畫出2只)及其它少量附件，就可以構(gòu)成這樣一個(gè)多用途直流電源，其特點(diǎn)為1.可得到總計(jì)為511種均勻分布的電壓，並可立即按需要通過機(jī)械開關(guān)輸出;
2.可任意增減1個(gè)單位或數(shù)個(gè)單位的電壓，可改變電壓極性而無須變更接線;
3.可方便地改成最多為八路的直流多路同時(shí)輸出;
4.可得到最大的功率輸出效益，即低壓大電流輸出或高壓小電流輸出;
5.制造容易、成本低;
6.電源效率很高，節(jié)電效果明顯。
設(shè)圖7的數(shù)制電源中的單位電壓為1V，忽略二極管的導(dǎo)通壓降，該裝置就有從-255V-+255V的511種整數(shù)值電壓輸出。單位電壓值越小，相鄰輸出電壓值之間的差就越小，調(diào)節(jié)越細(xì)。數(shù)制電源的位數(shù)越多，可供輸出的電壓值的數(shù)量越大，如用16單元的二進(jìn)制數(shù)制電源，就可得到131，071種不同電壓值的均勻分布直流輸出，為單元數(shù)的8，000多倍，據(jù)此可明顯看到WRT比波形合成法的優(yōu)點(diǎn)。
用其他進(jìn)制的數(shù)制電源也可代替(39)，但是如果由于操作不當(dāng)，即同時(shí)閉合同數(shù)位上的二只或二只以上的數(shù)值選通開關(guān)，那么不同電壓數(shù)值的單元將由于並聯(lián)而造成電壓短路，為防止短路，就必須增加聯(lián)鎖。圖8為防止同數(shù)位上的單元短路而設(shè)的聯(lián)鎖裝置。其中a)圖為開關(guān)聯(lián)鎖裝置，其特征為，零值二極管(29)移到右端，除了離(29)最遠(yuǎn)的單元上的開關(guān)不需聯(lián)鎖外，同位上其它所有數(shù)值選通開關(guān)均需改為單刀雙擲開關(guān)(如圖中14′和15′)，當(dāng)某個(gè)單元上的選通開關(guān)合閘時(shí)，接在離A較遠(yuǎn)的線路上的其它同位單元，即使其數(shù)值開關(guān)已接通也將被自動(dòng)切斷。b)圖為二極管聯(lián)鎖裝置，其特征為，同位上除最大電壓值的單元外，其它單元都應(yīng)加串聯(lián)鎖二極管，如圖中的D69(76)和D70(77)即為防止(1-3)三個(gè)單元間短路的二極管。這樣，當(dāng)同位上有二個(gè)單元的開關(guān)接通時(shí)，電壓較低的單元上所串聯(lián)的聯(lián)鎖二極管將自動(dòng)被反偏，即使開關(guān)接通但該路單元仍不可能接通，從而有效地防止了短路，起到聯(lián)鎖作用，其它位接法與該位接法相同。
WRT原理的第二個(gè)發(fā)明是控制信號(hào)譯碼器(CONTROL SIGNAL DECODER，簡稱CSD，84)，見圖9。電壓合成器(33)非但可以作為直流組合電源，而且還可以產(chǎn)生各種交流輸出。顯而易見，如果連續(xù)地按一定規(guī)律逐一選通(33)中的電子開關(guān)(13-28)，其輸出端就將產(chǎn)生一定的電壓波形。
(84)通常由ROM存儲(chǔ)器構(gòu)成，為了便于調(diào)試和修改，也可采用EPROM或EEPROM。如能做到不斷電丟失，RAM也可以用。(84)是用來儲(chǔ)存(33)中的開關(guān)控制信息-即在什么情況下應(yīng)該選通(33)中的那些開關(guān)的控制信號(hào)存儲(chǔ)器件。按儲(chǔ)存信息的內(nèi)容和地址的不同，(84)可分為通用控制信號(hào)譯碼器和專用控制信號(hào)譯碼器。
(84)的輸入編碼信號(hào)(85)作為ROM的地址選通信號(hào)接到(d+1)位地址碼(86)，其輸出控制信號(hào)(88)從ROM的(C+1)位數(shù)據(jù)位(87)輸出，其數(shù)據(jù)位數(shù)應(yīng)與(33)中的開關(guān)數(shù)對(duì)應(yīng)一致。例如(33)中有16只開關(guān)，但其中4只換向開關(guān)是二、二成對(duì)通斷，只需要二種選通信號(hào)，所以(88)只需14位就夠了。由于(33)中的開關(guān)一共有511種選通方式，所以(84)至少應(yīng)有511個(gè)地址，即9位二進(jìn)制地址。每一個(gè)地址對(duì)應(yīng)于某一種開關(guān)選通方式，從而得到某一種電壓輸出。對(duì)于n位二進(jìn)制電壓合成器上所用的(84)，其地址總數(shù)為2n+1-1，即需要(n+1)個(gè)地址位，數(shù)據(jù)位為(n+2)。對(duì)于非二進(jìn)制的n位m進(jìn)制的電壓合成器，根據(jù)表2將有2mn-1個(gè)電壓值，因此(84)就有2mn-1個(gè)地址，根據(jù)該地址數(shù)就可得到二進(jìn)制地址的位數(shù)，同時(shí)可算得數(shù)據(jù)位應(yīng)為n(m-1)+2。
為方便起見，本發(fā)明只采用表4的符號(hào)二進(jìn)制碼編制的輸出電壓值表加以說明。如果輸出電壓的編碼值與(84)的地址碼相同，就可以把地址的編碼值與輸出電壓的編碼值統(tǒng)一起來。當(dāng)這樣的編碼信號(hào)(85)作為(84)的輸入信號(hào)到達(dá)其地址位(86)時(shí)，選通脈沖VCK(89)一旦為1，該地址中的控制信號(hào)將立即啟動(dòng)(33)中相應(yīng)的開關(guān)，使(33)輸出與(85)相同碼值的電壓，用這種方法編制的(84)就叫做通用控制信號(hào)譯碼器。顯然，補(bǔ)償二進(jìn)制碼或者偏移二進(jìn)制碼或者其它偏碼方式同樣可以用在本發(fā)明的信號(hào)譯碼器中。例如，根據(jù)表4，若要產(chǎn)生-206V的電壓輸出，可先將-206譯成16進(jìn)制的編碼信號(hào)1CEH，再將能使(33)產(chǎn)生-206V電壓的控制信號(hào)預(yù)先存放在地址為1CEH的存儲(chǔ)空間。則當(dāng)選通該地址的存儲(chǔ)空間並當(dāng)(89)為1時(shí)，開關(guān)(26、27、24、18、14)立即導(dǎo)通，輸出端可得到-206V電壓。顯然，通用控制信號(hào)譯碼器的地址值相當(dāng)于一只數(shù)值指示牌，指示牌上的數(shù)值即為所能產(chǎn)生的輸出電壓值。
如果要求(33)自動(dòng)輸出某種幅值和頻率的電壓波形，這就必須把該波形按時(shí)間分成n個(gè)等分，再把各時(shí)間等分點(diǎn)所對(duì)應(yīng)的電壓值進(jìn)行編碼，這些編碼依時(shí)間次序根據(jù)表4譯成控制信號(hào)，將這些控制信號(hào)按序存入(84)中，這樣的(84)就稱為專用控制信號(hào)譯碼器(84′)，以資區(qū)別。所以(84′)的地址代表該地址中控制信號(hào)選取的先后時(shí)間順序，即碼值小的地址總比碼值大的地址先選取。專用控制信號(hào)譯碼器的地址值相當(dāng)于一只時(shí)序指示牌，指示牌上的數(shù)值表示選取該地址中存儲(chǔ)內(nèi)容的時(shí)間序數(shù)，而(84′)代表的電壓值總是由存儲(chǔ)內(nèi)容所決定的，與地址數(shù)無關(guān)。
譯碼器由選通脈沖(89)所控制，圖10為其波形圖，Vck＝1代表選通，Vck＝0代表不選通，即在ton時(shí)間內(nèi)選通(87)，在toff期間(87)各位均為零以便進(jìn)行地址轉(zhuǎn)換，ton應(yīng)遠(yuǎn)大于toff。
WRT原理的第三個(gè)發(fā)明為用(33)和(84′)構(gòu)成能輸出恒頻恒幅的任意波形電源裝置的方法。
圖11為本發(fā)明方法的原理圖。圖中(84′)數(shù)據(jù)位的14路控制信號(hào)由驅(qū)動(dòng)器(102)放大后送到(33)，計(jì)數(shù)器(100)用來對(duì)(84′)作加1尋址，即從地址為OOOH→1FFH逐次遍訪，然后從1FFH返回000H，反復(fù)循環(huán)。時(shí)鐘(101)供給(84′)所需的選通脈沖，還供給(100)計(jì)數(shù)脈沖進(jìn)行同步，如需要也可向(102)提供同步開閉脈沖，(102)應(yīng)能提供使(33)中的開關(guān)按時(shí)開和閉的驅(qū)動(dòng)信號(hào)，如果用晶體管開關(guān)，則希望驅(qū)動(dòng)信號(hào)有與(89)相同的波形，如果用可控硅開關(guān)時(shí)，其驅(qū)動(dòng)信號(hào)應(yīng)包括使開關(guān)開的驅(qū)動(dòng)信號(hào)及開關(guān)閉的驅(qū)動(dòng)信號(hào)。下面介紹用圖11裝置產(chǎn)生輸出電壓V＝110V，頻率F＝50HZ的正弦波的方法。
由于(86)為9位，最多512個(gè)地址，所以產(chǎn)生正弦波的脈沖步數(shù)不能超過此數(shù)。設(shè)N＝320，由360°/N＝1.125°(每一步所占的角度)，則320個(gè)時(shí)刻點(diǎn)t0-t319所對(duì)應(yīng)的320個(gè)電壓值可通過公式計(jì)算，Vn＝1102]]>Sin(1.125×n)V求得V0＝OV;
V1＝156×0.0196≈3V;
V2＝156×0.0393≈6V;
V3＝156×0.0589≈9V;
···V80＝156×1＝156V;
···V160＝0V;
···V240＝156×(-1)＝-156V;
···V319＝156×(-0.0196)≈-3V。
根據(jù)表4查出以每個(gè)電壓值為碼值的控制信號(hào)，將該控制信號(hào)填在以V的下標(biāo)為十進(jìn)制地址的存儲(chǔ)內(nèi)容一欄中，見表5。再將表5的內(nèi)容存入ROM中，這樣的ROM就叫做110V正弦波專用控制信號(hào)譯碼器。
將(100)調(diào)整到0-319的計(jì)數(shù)范圍，即在計(jì)到第320個(gè)脈沖時(shí)，(100)產(chǎn)生溢出返零。
將(101)的脈沖頻率調(diào)整為fs＝F·N＝50HZ×320＝16KHZ。
將(33)的單位電壓定為1V。
因?yàn)槲覀円寻逊禐?56V的正弦波每隔1.125°的函數(shù)值的控制信息儲(chǔ)存在(84′)中，故當(dāng)計(jì)數(shù)器(100)從地址OOOH每步加1計(jì)到13FH時(shí)，儲(chǔ)存在(84′)中的320個(gè)控制信號(hào)依次取出送到(33)，(33)必定組合成一個(gè)幅值為156V的正弦波輸出。此時(shí)(100)再使地址13FH返回到OOOH，則第二個(gè)周期的波形就又開始組合了，此過程不斷重復(fù)，便能產(chǎn)生持續(xù)的恒頻恒幅正弦波電壓輸出。假如電路並不要求從正弦波的某一點(diǎn)開始運(yùn)行，則(100)可不必設(shè)置位器，反則，(100)就必須設(shè)置位器，通常置位器由置零器代替，這時(shí)輸出波形的控制信號(hào)就應(yīng)從所需起點(diǎn)開始編制並放在地址為OOOH的ROM內(nèi)存中，然后依次編到13FH。
由于在實(shí)際應(yīng)用中，(33)的二極管、開關(guān)元件、線路等總有一定的電壓降，各電壓單元也總有一定的內(nèi)阻壓降，濾波器上也會(huì)有微小的電壓損失，最后還有開關(guān)關(guān)閉期間的電壓損失，都會(huì)使實(shí)際波形上的各點(diǎn)電壓值低于理論值，這就應(yīng)該預(yù)先通過調(diào)試對(duì)儲(chǔ)存在(84′)中的控制碼進(jìn)行修正，這樣的修正不論對(duì)于通用控制信號(hào)譯碼器或者專用控制信號(hào)譯碼器都是必要且適用的。例如按表4，OC3H地址中的控制信號(hào)應(yīng)為01100000000100，輸出電壓理論值為195V，如果在實(shí)際調(diào)試中發(fā)現(xiàn)在額定負(fù)載時(shí)總壓降為2V，則應(yīng)將該地址中的控制信號(hào)修正為01100000001001，修正后的信號(hào)剛好能比原信號(hào)增加2V的輸出，補(bǔ)償了原有的輸出壓降。經(jīng)過調(diào)試和修正的控制信號(hào)就可以通過工業(yè)生產(chǎn)，大量寫制在ROM中，這就是控制信號(hào)譯碼器的調(diào)試補(bǔ)償技術(shù)和工業(yè)生產(chǎn)方法。
同樣原理，編制其它幅值的正弦波形或非正弦波專用控制信號(hào)譯碼器代替原有的(84′)將能產(chǎn)生其它幅值的正弦波或非正弦周期波形輸出。
只要恰當(dāng)選擇元件，精心設(shè)計(jì)和調(diào)試，本方法可產(chǎn)生各種恒頻恒幅的任意波形的電力輸出。
WRT原理的第四個(gè)發(fā)明為產(chǎn)生變頻變幅電壓波形輸出的技術(shù)方法。
如果將圖11的專用CSD(84′)改為通用CSD(84)，時(shí)鐘(101)改為可調(diào)脈沖頻率時(shí)鐘(簡稱可調(diào)時(shí)鐘101′)，再在(100)和(84)之間增加波形編碼存儲(chǔ)器(WAVEFORM CODE MEMORY，WCM，110)，乘法器(111)和幅值控制器(AMPLITUDE CONTROLLER，簡稱AC，112)三個(gè)元件，就能構(gòu)成一個(gè)簡單的變頻變幅電源，見圖12。
不難理解，如果僅需改變電源的頻率，那么用圖11的電路，只要將(101)改為(101′)就已可解決。因?yàn)闀r(shí)鐘脈沖頻率改變后，完成320步一個(gè)周波的時(shí)間將隨著變化，例如將fδ由16KHZ提高到19.2KHZ，輸出交流的頻率將由50HZ提高到60HZ;將fδ降到12.8KHZ時(shí)，輸出交流的頻率降為40HZ。在改變頻率時(shí)，只要選通脈沖的toff＜＜ton，那么輸出交流的幅值可保持不變(幅值大小主要由控制信號(hào)碼所決定)。所以在圖12中，輸出波形的變頻問題可按上述修改方案解決。
要實(shí)現(xiàn)變幅輸出，就必須事先改變控制信號(hào)，而控制信號(hào)與編碼性質(zhì)不同，一旦制定后就無法修改，更難用其進(jìn)行邏輯運(yùn)算，為此就應(yīng)將控制信號(hào)與波形編碼分開，即仍采用通用控制信號(hào)譯碼器(84)，而將波形信號(hào)編碼存放在另一個(gè)ROM-(110)中，該編碼也按符號(hào)二進(jìn)制編制，也有320步，地址與表5中的相同，但內(nèi)容已由控制碼改為數(shù)碼，將該數(shù)碼進(jìn)行乘法運(yùn)算，乘法器(111)將(110)送來的波形編碼乘上一個(gè)倍數(shù)，相當(dāng)于將波形的碼值放大或縮小，即可達(dá)到改變波形幅值的目的，縮、放的倍數(shù)由(112)輸入。如要把正弦波的幅值由110V變?yōu)?20V時(shí)，那么先通過(112)向(111)輸入乘數(shù)120/110≈1.091，那么原有的每個(gè)信號(hào)碼值都將乘以同一倍數(shù)，如在某一步地址的編碼為10CH(碼值為-12)，那么當(dāng)該編碼經(jīng)過(111)后，就將變成10DH(碼值為-13)，該編碼送到(84)的10DH地址中，經(jīng)譯碼控制就一定能產(chǎn)生-13V的輸出電壓。電于波形中每一個(gè)編碼都乘以同一倍數(shù)后再經(jīng)過譯碼，那么波形中每個(gè)碼值必定都已增加了同一倍數(shù)，所以整個(gè)波形的幅值就增加了該倍數(shù)，這就是WRT的數(shù)字變幅技術(shù)。
WRT原理的第五個(gè)發(fā)明為構(gòu)成交流無瞬斷電源的技術(shù)方法。
因?yàn)橛行┲匾秒娯?fù)載如計(jì)算機(jī)設(shè)施等是不允許瞬時(shí)斷電的，而用二個(gè)交流電源並聯(lián)供電又很不經(jīng)濟(jì)，目前只能達(dá)到直流無瞬斷供電，即使是當(dāng)前最先進(jìn)的交流UPS供電也避免不了供電短暫瞬斷和波形突變，本發(fā)明的方法可以實(shí)現(xiàn)交流無瞬斷、波形無突變供電。圖13為交流無瞬斷跟蹤電源原理圖。其基本原理是用WRT構(gòu)成一個(gè)與電網(wǎng)同頻率同電壓的電壓(124)，再使(124)跟蹤電網(wǎng)波形的變化，達(dá)到完全的同相位，那末(124)就可以與電網(wǎng)一起對(duì)負(fù)載並聯(lián)供電。當(dāng)電網(wǎng)一旦失電，(124)可實(shí)現(xiàn)無瞬斷供電。圖中，(120)為主供電源，(121)為相位檢測(cè)器，其輸出同步脈沖(122)送到同圖11相同的WRT電源(124)中，成為(100)的置位端(123)，使(124)與(120)的相位同步，由于(124)所產(chǎn)生波形的頻率和電壓本來就與(120)的相同，所以(124)的波形就應(yīng)與(120)完全相同，二個(gè)電源可以並聯(lián)運(yùn)行。如需要，(124)與(120)中可以增加匹配阻抗(125)，串聯(lián)在二個(gè)電源之間。另外(120)與T供電端(127)之間還應(yīng)接電子故障斷路器(128)，以避免在(120)故障后，(124)不僅向負(fù)載(126)供電，也可能通過(120)向電網(wǎng)上的其它負(fù)載供電。在(120)正常供電情況下，雖然二交流電源並聯(lián)，但由于(124)的內(nèi)阻較大，所以實(shí)際上(126)主要由(120)供電，(124)耗電極小。當(dāng)(120)發(fā)生故障時(shí)，故障信號(hào)(129)立即觸發(fā)(128)斷路，(124)就無沖擊、不間斷地代替(120)向(126)供電從而實(shí)現(xiàn)無瞬斷供電。當(dāng)(124)中的蓄電池電壓降到某最低值時(shí)，(120)將通過充電器(130)對(duì)(124)自動(dòng)充電，在充電期間，(124)可邊充電邊產(chǎn)生波形輸出，以實(shí)現(xiàn)完全的交流無瞬斷供電。
WRT原理的第六個(gè)發(fā)明是把非穩(wěn)定的電能饋入電網(wǎng)的技術(shù)方法。其基本方法為按照電網(wǎng)波形的樣子，用非穩(wěn)定電能構(gòu)成的數(shù)制電源的電能，通過電壓的模擬或數(shù)字調(diào)節(jié)技術(shù)，生成與電網(wǎng)波形相同的輸出，將該電能饋入電網(wǎng)。即，交流電網(wǎng)(131)的波形信息，經(jīng)(132)(133)、(134)分壓取樣后再經(jīng)增益控制器(135)到模/數(shù)轉(zhuǎn)換器(簡稱A/DC，136)變?yōu)殡娋W(wǎng)波形的編碼信號(hào)，該編碼經(jīng)(84)譯成控制信號(hào)，再經(jīng)(102)放大后使(33)產(chǎn)生與電網(wǎng)波形相同的電壓輸出。電容器(132)可用來調(diào)節(jié)相位，使產(chǎn)生適當(dāng)?shù)某跋辔灰詮浹a(bǔ)WRT系統(tǒng)的固有時(shí)間延遲並使本裝置的波形輸出與電網(wǎng)有適當(dāng)?shù)南辔魂P(guān)系，以便在饋電時(shí)有最佳的功率因數(shù)。原理見圖14。
非穩(wěn)定電能(137)通常為風(fēng)能、太陽能等自然能所產(chǎn)生的電能，如為風(fēng)力發(fā)電機(jī)所產(chǎn)生的非恒頻恒幅交流電，可采用圖6的充電電路並由電容器代替蓄電池，這時(shí)可適當(dāng)提高交流電的頻率以減小發(fā)電機(jī)、變壓器、儲(chǔ)能電容器的成本。如為太陽能電池，熱電偶等不穩(wěn)定電壓直流電就可以事先按數(shù)制電源的結(jié)構(gòu)將電池、電偶分組聯(lián)接。
當(dāng)(137)的電能減少使各單元電壓變低時(shí)，雖然數(shù)制電源中各單元電壓間的比率不變，但其絕對(duì)值或者說單位電壓將會(huì)降落甚至大幅度減低。這時(shí)裝置如仍按原控制信號(hào)工作，那么(33)所產(chǎn)生的波形幅值也將大幅度降低，(33)無法正常工作。為此必須應(yīng)用反饋調(diào)節(jié)技術(shù)，使當(dāng)(137)電壓改變時(shí)能使(33)的控制信號(hào)產(chǎn)生相應(yīng)的變化，以抵消(137)的影響，調(diào)節(jié)的方法有二種，一種是將(137)變化的電壓信號(hào)(138)送到(135)，當(dāng)(138)幅值減小時(shí)(135)增蓋提高，使送到(136)的模擬量電壓增大，從而使編碼的碼值相應(yīng)提高，以便選通數(shù)值較大的單元，抵消單元電壓的降低對(duì)輸出波形幅值的影響，以此達(dá)到使系統(tǒng)的輸出電壓幅值穩(wěn)定的目的，反之亦然，圖14就是這種采用模擬量調(diào)節(jié)技術(shù)進(jìn)行電壓補(bǔ)償?shù)姆椒?。如?135)和(84)中間增加與圖12相同的乘法器(111)和由(138)控制的數(shù)字式幅值控制器(112)，則裝置的輸出波形幅值將由更精確的數(shù)字調(diào)節(jié)技術(shù)所控制，裝置的性能將更好，這就是采用數(shù)字調(diào)節(jié)技術(shù)的補(bǔ)償方法。除了進(jìn)行電壓補(bǔ)償外，單元中電能的變化后還可以對(duì)波形的相位進(jìn)行調(diào)節(jié)，以改變向電網(wǎng)饋電量。
本方法比現(xiàn)有技術(shù)的優(yōu)點(diǎn)還有1.現(xiàn)有技術(shù)所采用的逆變裝置只能在非穩(wěn)定電能電壓變化的較小范圍內(nèi)向電網(wǎng)反饋能量。采用本方法后，由于比較容易通過數(shù)字技術(shù)控制波形，所以非穩(wěn)定電能可在較大電壓變化范圍內(nèi)向電網(wǎng)反饋能量。
2.本裝置具有自動(dòng)跟蹤電網(wǎng)波形變化的能力，所以當(dāng)電網(wǎng)電壓波動(dòng)時(shí)，裝置的波形也跟著作相同的變化，能量反饋仍可比較穩(wěn)定地進(jìn)行，對(duì)裝置也不會(huì)引起過載。即使當(dāng)電網(wǎng)完全失壓，裝置跟著輸出為零，也不會(huì)產(chǎn)生任何危險(xiǎn)，這樣完全充分的自動(dòng)保護(hù)是現(xiàn)有其它逆變技術(shù)本身所不具備的。
3.本裝置可以方便地調(diào)節(jié)功率因數(shù)，以使功率部份各開關(guān)元件可在較理想的工況下工作。
WRT原理的第七個(gè)發(fā)明為構(gòu)成用計(jì)算機(jī)控制的萬能電源的方法。
實(shí)驗(yàn)室或?qū)嶒?yàn)手段的先進(jìn)與否，與電源設(shè)備的性能有很大關(guān)系。辟如有時(shí)需要非常穩(wěn)定的電源，有時(shí)需要能快速準(zhǔn)確突變的電源，有時(shí)又需要能完全準(zhǔn)確地模擬某個(gè)物理過程的電源。通常的功能大都由各種穩(wěn)壓電源，各種信號(hào)發(fā)生器，變頻變幅大功率交流電源，信號(hào)模擬器等承擔(dān)，但快速準(zhǔn)確突變和精確模擬很難做到。另外，這么多電源設(shè)備的選擇、調(diào)整、接拆線也十分不便。如用計(jì)算機(jī)控制的WRT萬能電源，則一臺(tái)設(shè)備就可以代替多臺(tái)的功能，具有通過編程產(chǎn)生的多種特殊功能，接線、操作也十分方便，很適于實(shí)驗(yàn)室使用。
因?yàn)橛?jì)算機(jī)具有快速處理數(shù)碼、大量儲(chǔ)存數(shù)字信息的能力，所以本文前述的對(duì)任意波形控制信號(hào)的人工編制都可由普通計(jì)算機(jī)來執(zhí)行，如由計(jì)算機(jī)算出恒頻恒幅正弦波波形的碼值並自動(dòng)譯成控制信號(hào)，那是非常容易的。圖15為用計(jì)算機(jī)作為控制器的WRT萬能電源原理方框圖，(150)為計(jì)算機(jī)，(160)為其ROM存儲(chǔ)器，用來儲(chǔ)存(150)的編譯程序，應(yīng)用程序以及相當(dāng)于(84)功能的控制信號(hào)譯碼程序。(150)首先根據(jù)操作鍵盤(157)的操作指令從(160)中取出某種波形的應(yīng)用程序，然后根據(jù)該應(yīng)用程序和(157)輸入的各參數(shù)編制出一組波形編碼存放在稱為波形編碼存儲(chǔ)器(161)的RAM中，該RAM的作用同圖12的(110)，(161)中的波形編碼在一種運(yùn)行狀態(tài)中是固定不變的，但波形編碼還需經(jīng)過一定的數(shù)字處理(如算術(shù)運(yùn)算、邏輯運(yùn)算、條件判別等)以達(dá)到對(duì)波形進(jìn)行幅值控制，補(bǔ)償調(diào)節(jié)等處理以實(shí)現(xiàn)預(yù)定的波形要求，經(jīng)過處理的波形編碼由(160)中的控制信號(hào)譯碼程序譯成控制信號(hào)存放在稱為控制信號(hào)存儲(chǔ)器(162)的另一個(gè)RAM中，存放在(162)中的控制信號(hào)不是固定不變的，它將隨著(150)輸入端口(151)的有關(guān)信息，如反饋信息(153)，其它信息(155)的變化而半個(gè)周期半個(gè)周期地變化。(162)就相當(dāng)于前例中的(84)，由被計(jì)算機(jī)(150)所整定的運(yùn)行時(shí)鐘(圖中未標(biāo)出)發(fā)出的選通脈中依次序選通(162)后在輸出端口(152)輸出控制信號(hào)，經(jīng)(102′)放大后驅(qū)動(dòng)(33)合成所需波形。由于萬能電源所能產(chǎn)生波形的種類、頻率、相數(shù)等差異很大，所以不能使用以前各例中單一的濾波器(35)而應(yīng)改為本例具有可供選擇切換的多路濾波器(35′)，故驅(qū)動(dòng)器(102′)中應(yīng)加設(shè)濾波器的驅(qū)動(dòng)信號(hào)(159)送(35′)。另外，未經(jīng)濾波的波形信號(hào)及(36)輸出端的波形信號(hào)都可作為反饋信息(153)輸入(150)實(shí)現(xiàn)反饋控制。經(jīng)(151)輸入的還有能直接產(chǎn)生波形輸出的遙控信息(154)和(157)送出的操作信息(156)(150)的輸出數(shù)據(jù)以及(36)端的波形圖形都可作為信號(hào)輸入顯示和記錄器(158)作顯示記錄用。
操作鍵盤(157)上除布置有計(jì)算機(jī)所常用的鍵外，還配置有作為電源裝置所特有的鍵，如“直流”鍵(DC，171)，用以產(chǎn)生穩(wěn)壓直流輸出的操作鍵;
“正弦波”鍵(SIN，172)，用以產(chǎn)生恒頻恒幅交流正弦波輸出的操作鍵;
“方波”鍵(SQU，173)，用以產(chǎn)生恒頻恒幅方波輸出的操作鍵;
“三角波”鍵(TRI，174)，用以產(chǎn)生恒頻恒幅三角波輸出的操作鍵;
“階梯波”鍵(STR，175)，用以產(chǎn)生恒頻恒幅階梯波輸出的操作鍵;
“遙控”鍵(RMT，176)，用以產(chǎn)生遙控輸出由(154)直接產(chǎn)生波形輸出的操作鍵;
“特殊波”鍵(SPE，177)，用以產(chǎn)生人工編制的周期性特殊波形或函數(shù)波形輸出的鍵，編碼值可由數(shù)字鍵或外設(shè)輸入(150);也可由(150)按函數(shù)式編制后存放在(161)中;
“非周期波”鍵(NPR，178)，操作功能類似(171);
“頻率”鍵(F，179)，用以輸入所需周期波的頻率值;
“幅值”鍵(A，180)，用以輸入正弦波的有效值或其它周期波的上、下極值(A1，A2);
“脈沖步數(shù)”鍵(N，181)，用以指令(150)每個(gè)周期內(nèi)所需多少個(gè)選通脈沖的步數(shù)，N＝fδ/F;
“相數(shù)”鍵(PHS，182)，用以輸入周期波的相數(shù);
“波形數(shù)”鍵(WN，183)，用以輸入需產(chǎn)生的周期波的個(gè)數(shù)的鍵，例如使裝置輸出1000個(gè)正弦波后自動(dòng)使輸出為零，就要用到此鍵。如不按此鍵則表示W(wǎng)N＝∝，波形一直持續(xù)到裝置接到“停止”指令，才使輸出為零。
除此之外，還有“起動(dòng)”(STA，185)，“停止”(STO，186)，“合閘”(CON，187)，“分閘”(DIC，188)等常規(guī)操作鍵。
下面結(jié)合操作說明闡述其原理。例如，(150)采用BASIC語言，要求本電源裝置產(chǎn)生頻率F＝50HZ，A＝110V，PHS＝3，WN＝1000的正弦波輸出。
按(SIN)鍵后(150)接受操作指令，該鍵中的指示燈亮，同時(shí)(158)出現(xiàn)按鍵時(shí)間及“SIN PROGRAM”字樣。
按“F”鍵，然后依次按數(shù)鍵“5”和“0”，再按“READ”鍵，(158)出現(xiàn)“F＝50HZ”字樣。
“按“A”鍵，然后依次按“1”、“1”、“0”、“READ”、“＝”、“READ”，(158)出現(xiàn)“A1＝A2＝110V”字樣。
按“N”鍵，然后依次按“3”、“2”、“0”、“READ”，(158)出現(xiàn)“N＝320”字樣(該數(shù)字可按裝置的性能在一段范圍內(nèi)任選，N和F確定后，時(shí)鐘脈沖頻率fδ＝NF＝320×50HZ＝16KHZ)。
按“PHS”鍵，然后依次按“3”、“READ”，(158)出現(xiàn)PHS＝3″字樣。裝置內(nèi)的三組(102)、(33)等將被調(diào)用而產(chǎn)生三相電壓輸出。
按“WN”鍵，然后依次按“1”、“0”、“0”、“0”、“READ”，(158)出現(xiàn)“WN＝1000”字樣。
按“CON”鍵，“CON”指示燈亮，負(fù)載電路接通。(158)出現(xiàn)操作時(shí)間及“CONNECTION”字樣。
按“STA”鍵，“STA”指示燈亮，三相電壓開始組合並輸出。(158)出現(xiàn)操作時(shí)間及“START”字樣。
裝置運(yùn)行20秒后，因?yàn)閃N/F＝1000/50HZ＝20秒，剛好組合完1000個(gè)周波，所以(150)中的WN計(jì)數(shù)器作減法由1000計(jì)數(shù)到0，自動(dòng)送出一個(gè)STOP脈沖，裝置停止輸出。同時(shí)(158)將打印出自動(dòng)停機(jī)時(shí)間及“PROGRAM ENDED”字樣。
如果由于過負(fù)載使系統(tǒng)的保護(hù)斷路器自動(dòng)跳閘，(158)將打印跳閘時(shí)間及“SHUT DOWN”字樣。
如果由于裝置內(nèi)其它故障使裝置無法正常工作，(150)可通過不停的自檢測(cè)程序?qū)z測(cè)到的故障部位的編號(hào)連同故障時(shí)間一起送(158)顯示打印或其它故障指示器指示。
下面是裝置根據(jù)上述操作所執(zhí)行的功能，(150)在接到(157)操作指令后，將把F，A，N，PHS等各數(shù)據(jù)存在專用的RAM存儲(chǔ)器(圖中未畫出)中，把WN計(jì)數(shù)器置位到1000D，同時(shí)將儲(chǔ)存在(160)中的SIN應(yīng)用程序調(diào)出，該程序可用不同的適用語言編制，本文以BASIC語言舉例如下程序 功能LET FS＝F＊N 由F和N參數(shù)，將得到選通脈沖頻率fδ＝FN＝16KHZ，(150)
使時(shí)鐘產(chǎn)生fδ頻率的脈沖。
DIM V(320) 由N知道一個(gè)周波內(nèi)均勻分成320個(gè)步數(shù)，也就有320個(gè)控制信號(hào)，所以應(yīng)分別在(161)和(162)中留出320個(gè)內(nèi)存空間，以便儲(chǔ)存波形編碼和控制信號(hào)。
FOR S＝O TO(N-1)算出一個(gè)周波波形上的320個(gè)電壓值，如本文的第三發(fā)明所作的說明和算法V(S)＝A＊SQR(2)＊ V0＝0VSIN(S＊π/180/N) V1≈3VV2≈6V···V319≈-3V所算出的320個(gè)波形編碼儲(chǔ)存在(161)中，經(jīng)(160)中的控制信號(hào)譯碼程序譯成320個(gè)控制信號(hào)存在(162)中，由于計(jì)算機(jī)的運(yùn)行速度極快，整個(gè)程序編制工作在極短的時(shí)間內(nèi)就完成了。當(dāng)啟動(dòng)“STA”鍵后，(162)中的控制信號(hào)將由時(shí)鐘指揮按地址順序逐次加1運(yùn)行，每次運(yùn)行完320步回到零地址，WN計(jì)數(shù)器自動(dòng)減1，當(dāng)該計(jì)數(shù)器計(jì)到零時(shí)，將送一個(gè)相當(dāng)于“STO”的停機(jī)信號(hào)。如果“WN”鍵未按，WN計(jì)數(shù)器不參加工作，WN計(jì)數(shù)器就不會(huì)出現(xiàn)零值，波形就將一直運(yùn)行下去。(150)接到鍵盤來的信號(hào)后，除送出指示燈點(diǎn)燃信號(hào)外，還向(158)送出信號(hào)供顯示和記錄。
本發(fā)明各實(shí)用裝置所組合的波形的精確度取決于(33)的數(shù)制及位數(shù)，以及(84)或(84′)的數(shù)據(jù)位數(shù)和地址位數(shù)，而位數(shù)可根據(jù)需要而擴(kuò)大，位數(shù)越多，每個(gè)周波所選的步數(shù)越多，可供選擇的電壓數(shù)也越多，波形就越精確。另一方面對(duì)于具有一定波形精確度的非周期波形來說，編制一段波形的持續(xù)時(shí)間也可以越長。例如，在需要由電量模擬某物理量進(jìn)行仿真試驗(yàn)時(shí)，就希望裝置中(161)和(162)的地址越長越好。假如(161)和(162)為16位地址(即64K內(nèi)存)，要模擬1次/秒的慢變化量，則波形持續(xù)輸出時(shí)間可長達(dá)216÷1次/秒≈18.2小時(shí)模擬1千次/秒的快變化變量，也可達(dá)到216÷1000次/秒≈1.1分鐘。
在按“非周期波”鍵(178)后，64K個(gè)變量可以用手工或外設(shè)輸入，當(dāng)裝置運(yùn)行后，相當(dāng)于該物理量的模擬功率電量就可由輸出端輸出。
WRT原理的第八個(gè)發(fā)明為構(gòu)成WRT數(shù)字式放大器的方法。由本文第六發(fā)明涉及向電網(wǎng)饋電的方法中已談到，用WRT原理可以重組成與電網(wǎng)波形完全相同的另一個(gè)功率波形輸出。也就是說，只要有一個(gè)輸入波形作樣板，WRT裝置就可以重組出與輸入波形完全相同但功率遠(yuǎn)大于輸入的輸出波形。這就使得WRT進(jìn)入了數(shù)字放大器的領(lǐng)域。當(dāng)然，用WRT放大波形，其電源效率要比現(xiàn)有任何放大器高，輸出功率比現(xiàn)有技術(shù)可得到的大，而其波形失真度也由于應(yīng)用了數(shù)字技術(shù)而可以小得多。圖16為該數(shù)字放大器的原理圖，WRT數(shù)字放大器的前半部分是基于1939年A·H·Reever提出，1948年經(jīng)由C.E.Shannon從理論上分析的，目前正在作為先進(jìn)的數(shù)字技術(shù)應(yīng)用和發(fā)展的脈碼調(diào)制(PCM)技術(shù)，把模擬信號(hào)變?yōu)閿?shù)碼信號(hào)。而后半部分則是采用數(shù)碼信號(hào)經(jīng)(84)譯出控制信號(hào)直接送(33)產(chǎn)生功率波形輸出的WRT技術(shù)，從而省卻了現(xiàn)有技術(shù)中的數(shù)/模轉(zhuǎn)換器和功率放大器，簡化了環(huán)節(jié)，提高了效率和穩(wěn)定性。
其基本原理為，模擬信號(hào)(191)進(jìn)入取樣/保持(192)后，經(jīng)(136)模/數(shù)轉(zhuǎn)換，變成數(shù)碼信號(hào)進(jìn)入數(shù)字信號(hào)處理器(193)，如果輸入的本來已是脈碼信號(hào)(190)，如由數(shù)字音頻系統(tǒng)來的串行或並行信號(hào)，則可不經(jīng)模/數(shù)轉(zhuǎn)換而直接進(jìn)入(193)，(193)除可用來合成各路信號(hào)外，還能對(duì)信號(hào)進(jìn)行糾錯(cuò)、碼制變換、除噪等各種處理，經(jīng)處理后的數(shù)碼信號(hào)經(jīng)(84)譯碼產(chǎn)生控制信號(hào)，送(102)放大后驅(qū)動(dòng)(33)，由(33)組合成與(191)相同的或者按(190)脈碼編制的模擬量功率波形，再經(jīng)濾波器(35)，濾除選通脈沖頻率的噪聲即可得到功率波形輸出。
根據(jù)Channon定理，當(dāng)傳送全部信息量的最高頻率為W時(shí)，如果用不大于1/2W的時(shí)間間隔來讀取其瞬間值，就可以把原來的信息完全重現(xiàn)。所以如果把本發(fā)明用在數(shù)字音頻系統(tǒng)中，並按現(xiàn)有制式用fδ＝40-50KHZ的(101)把模擬信號(hào)變?yōu)閿?shù)碼信號(hào)，碼制可以用本文介紹的符號(hào)二進(jìn)制，也可以用偏移二進(jìn)制，補(bǔ)償二進(jìn)制，格蘭碼制或系統(tǒng)中預(yù)先約定的其它任何制式，那么當(dāng)數(shù)碼信號(hào)經(jīng)過(84)時(shí)，如(84)存儲(chǔ)的也是按相同碼制編制的控制信號(hào)，系統(tǒng)就可以以極低的失真重現(xiàn)原來的模擬信號(hào)。現(xiàn)有技術(shù)已使數(shù)字音響技術(shù)進(jìn)入應(yīng)用領(lǐng)域並顯示了優(yōu)越性，例如用標(biāo)準(zhǔn)選通頻率44.056KHZ或44.1KHZ的14-16位的數(shù)字音響設(shè)備已可達(dá)到動(dòng)態(tài)范圍和信噪比高達(dá)86-98dB，頻率響應(yīng)從直流到22KHZ，失真度為0.013%～0.003%的性能，本發(fā)明的放大器不但同樣可達(dá)到以上性能，而且由于WRT能直接將數(shù)碼信號(hào)還原成功率模擬信號(hào)，省卻了數(shù)/模轉(zhuǎn)換和功率放大器，具備簡單、穩(wěn)定、電源效率高等諸優(yōu)點(diǎn)。
為進(jìn)一步提高放大器的穩(wěn)定性，還可在(193)和(84)之間加入(194)，(194)為多級(jí)多位並行移位寄存器，在移位過程中，使輸入信號(hào)與輸出信號(hào)之間產(chǎn)生適當(dāng)?shù)臅r(shí)間差，這樣就可以減少輸入和輸出音頻信號(hào)之間不希望有的偶合而產(chǎn)生的嘯叫。(194)的級(jí)數(shù)越多，延遲的時(shí)間也越長，如用44級(jí)約可產(chǎn)生1毫秒的時(shí)差。繼續(xù)增加(194)的級(jí)數(shù)，輸入和輸出間的時(shí)差可達(dá)到為人耳所區(qū)分的程度，不經(jīng)延時(shí)的主音頻與經(jīng)延時(shí)的付音頻之間可產(chǎn)生人工回聲效應(yīng)。主音頻與付音頻脈碼分別經(jīng)數(shù)字處理后再用數(shù)字合成經(jīng)(84)譯碼和(33)輸出。
WRT原理的第九個(gè)發(fā)明為用第一發(fā)明中的二進(jìn)制電壓合成器(33′)代替第3、4、5、6、7、8各發(fā)明中的(33)構(gòu)成電源裝置和放大器的技術(shù)方法。
由圖4可以看出，(33′)為采用二進(jìn)制數(shù)制電源的電壓合成器，在其每一位上只有三個(gè)元件，即一只零值二極管(如56)代表該位上的零電壓，一只單元(如40)和一只數(shù)值選通開關(guān)(如48)，開關(guān)閉合時(shí)代表該位上的1電壓。從數(shù)制原理又知道，用同樣多的單元和開關(guān)，二進(jìn)制電源所組成的電壓數(shù)最多，如n位二進(jìn)制數(shù)制電源可以得到2n+1-1種電壓。此外，(33′)的控制信號(hào)碼與其通用譯碼器(84)的地址碼相同或相近，所以(84)編制、檢查就比較直觀，在要求波形電壓精度不太高的場(chǎng)合，(84)甚至可以省去而用波形的數(shù)碼直接作為(33′)的控制信號(hào)組合成波形，所以本文前面各發(fā)明中所談到的電壓合成器(33)都可由(33′)代替，有(84)的各發(fā)明可以省去(84)。
WRT原理的第十個(gè)發(fā)明為用(33′)制作功率或信號(hào)數(shù)/模轉(zhuǎn)換器的技術(shù)方法。
如果我們用現(xiàn)有的制造技術(shù)設(shè)法減小圖4中零值二極管(56-63)的壓降，或者用電路技術(shù)或補(bǔ)償技術(shù)使合成器每一位在不選通時(shí)的壓降與單位電壓相比可以忽略。同時(shí)在設(shè)計(jì)電子開關(guān)(48-55和25-28)時(shí)用相同的方法使開關(guān)的導(dǎo)通壓降也可以忽略。那么只要能使各單元的電壓精度達(dá)到規(guī)定的要求，(33′)就可以成為一具功率或信號(hào)數(shù)/模轉(zhuǎn)換器，可以由二進(jìn)制(四、八、十六進(jìn)制可方便地轉(zhuǎn)換為二進(jìn)制)數(shù)碼信號(hào)直接驅(qū)動(dòng)，從而省去了通用信號(hào)譯碼器(84)。
當(dāng)然，目前較經(jīng)濟(jì)的方法是，采用經(jīng)精心設(shè)計(jì)的(33′)和仔細(xì)調(diào)試以及補(bǔ)償修正后的(84)共同組成的數(shù)/模轉(zhuǎn)換器已可達(dá)到相當(dāng)?shù)木?。另一個(gè)提高精度的辦法是(33′)僅作為電壓輸出，輸出后經(jīng)補(bǔ)償型電壓跟隨器輸出功率。
用WRT技術(shù)制作的功率和信號(hào)數(shù)/模轉(zhuǎn)換器具有功率輸出大，可帶較多的負(fù)載，電源效率高，省電、發(fā)熱少等優(yōu)點(diǎn)。WRT數(shù)/模轉(zhuǎn)換器可由分立元件構(gòu)成，也可集成化和微型化。
編號(hào) 代號(hào) 名稱1-12 E11-E43四位四進(jìn)制數(shù)制電源中的12個(gè)單元。
1′-3′ 數(shù)制電源中代替蓄電池作單元的儲(chǔ)能電容器。
13-24 S11-S43電壓合成器中的數(shù)值選通開關(guān)。
14′-15′ 直流組合電源中帶聯(lián)鎖的數(shù)值選通開關(guān)。
25-28 S51-S54電壓合成器中的換向開關(guān)。
29-32 D11-D41數(shù)制電源中的零值二極管。
33 VS 電壓合成器(VOLTAGE SYNTHESI-ZER)。
33′ 八位二進(jìn)制數(shù)制電源(圖4)。
33″ 以儲(chǔ)能電容器代替蓄電池組成的數(shù)制電源。
34，34′ A，A′端 數(shù)制電源的輸出端。
35 濾波器。
35′ 多路濾波器。
36 裝置的輸出端。
37 向數(shù)制電源充電的多繞組變壓器。
38 向數(shù)制電源充電的整流器。
39 用機(jī)械開關(guān)選通的八位二進(jìn)制直流組合電源。
40-47 E61-E68八位二進(jìn)制數(shù)制電源中的8個(gè)單元。
48-55 S61-S68E61-E68的數(shù)值選通開關(guān)。
48′-55′ 八位二進(jìn)制直流組合電源中的選通開關(guān)。
56-63 D61-D68八位二進(jìn)制數(shù)制電源中的8個(gè)零值二極管。
65-72 L1-L8八位二進(jìn)制直流組合電源中的選通指示燈。
73 C、C′ L1-L8的電源接口。
74 C1直流組合電源中的濾波電容器。
75 S55機(jī)械換向開關(guān)。
76、77 D69，D70聯(lián)鎖二極管。
84 CSD 控制信號(hào)譯碼器(CONTROLSIGNAL DECODER)或通用控制信號(hào)譯碼器。
84′ 專用控制信號(hào)譯碼器。
85 編碼信號(hào)。
86 CSD的地址位。
87 CSD的數(shù)據(jù)位。
88 控制信號(hào)。
89 Vck選通脈沖。
90 fs 選通脈沖頻率。
100 計(jì)數(shù)器。
101 時(shí)鐘。
101′ 可調(diào)fs的時(shí)鐘。
102 驅(qū)動(dòng)器。
102′ 帶濾波器驅(qū)動(dòng)的驅(qū)動(dòng)器。
110 WCM 波形編碼存儲(chǔ)器(WAVEFORM
CODE MEMORY)。
111 乘法器。
112 AC 幅值控制器(AMPLITUDECONTROLLER)。
120 50HZ 110V主供電源。
121 相位檢測(cè)器。
122 相位檢測(cè)器輸出的同步脈沖。
123 計(jì)數(shù)器的置位端。
124 圖11的50HZ 110V正弦恒頻恒幅電源。
125 匹配阻抗。
126 重要用電負(fù)載。
127 T端 (126)的公共供電端。
128 電子故障斷路器。
129 (120)的故障信號(hào)。
130 (124)的充電器。
131 交流電網(wǎng)。
132 C1調(diào)相電容。
133、134 R1、R2取樣電阻。
135 增益控制器。
136 模/數(shù)轉(zhuǎn)換器。
137 非穩(wěn)定交、直流電能。
138 由(137)送出的電壓信號(hào)。
150 計(jì)算機(jī)。
151 (150)的輸入端口。
152 (150)的輸出端口。
153 反饋信息。
154 遙控信息。
155 其它信息。
156 操作信息。
157 操作鍵盤。
158 顯示和記錄器。
159 濾波器驅(qū)動(dòng)信號(hào)。
160 (150)的ROM存儲(chǔ)器。
161 (150)的RAM波形編碼存儲(chǔ)器。
162 (150)的RAM控制信號(hào)存儲(chǔ)器。
171 DC (157)的“直流”鍵。
172 SIN (157)的“正弦波”鍵。
173 SQU (157)的“方波”鍵。
174 TRI (157)的“三角波”鍵。
175 STR (157)的“階梯波”鍵。
176 RMT (157)的“遙控”鍵。
177 SPE (157)的“特殊波”鍵。
178 NPR (157)的“非周期波”鍵。
179 F (157)的“頻率”鍵。
180 A (157)的“幅值”鍵。
181 N (157)的“取樣步數(shù)”鍵。
182 PHS (157)的“相數(shù)”鍵。
183 WN (157)的“波數(shù)”鍵。
185 STA (157)的“起動(dòng)”鍵。
186 STO (157)的“停止”鍵。
187 CON (157)的“合閘”鍵。
188 DIC (157)的“分閘”鍵。
190 串行或並行脈(數(shù))碼信號(hào)。
191 模擬信號(hào)。
192 取樣/保持。
193 數(shù)字信號(hào)處理器。
194 移位寄存器。
權(quán)利要求
1.本方法發(fā)明-波形重組合技術(shù)(簡稱WRT)的基本方法是用少量電壓單元通過數(shù)字電路或計(jì)算機(jī)的控制重組成大量的電壓幅值，再用這些電壓高效率、低失真地合成任意電壓波形。其技術(shù)特征是將微電子的數(shù)字技術(shù)應(yīng)用到功率電路，將少量的電壓單元按數(shù)制規(guī)律布置構(gòu)成數(shù)制電源，n位m進(jìn)制數(shù)制電源只需n(m-1)個(gè)單元。第a行b列單元的電壓值為bma-1個(gè)單位電壓。單位電壓可根據(jù)需要任意選擇，數(shù)制電源的進(jìn)制和位數(shù)以及其最高位的單元的電壓值都可以任意選擇。再由數(shù)制電源構(gòu)成電壓合成器(如33)。(33)的接法為，同數(shù)位上各單元的負(fù)極(或正極)如(1.2.3.)與該位上零值二極管如(29)的正端(或負(fù)端)共同聯(lián)接，(1.2.3.)的正極(或負(fù)極)與該單元的數(shù)值選通開關(guān)如(13.14.15.)分別串聯(lián)后與(29)的負(fù)端(或正端)共同聯(lián)接；再將不同數(shù)位分別按上述方法聯(lián)接后同向串聯(lián)，由最低位二極管的負(fù)端(或正端)如(34)和最高位二極管的正端(或負(fù)端)如(34′)所引出的二線(A-A′)經(jīng)四只換向開關(guān)(25-28)組成的換向橋后成為(33)的輸出端(B-B′)。單元可由蓄電池、充電的電容器、太陽能電池等組成，開關(guān)可為各種觸點(diǎn)機(jī)械開關(guān)、電子開關(guān)構(gòu)成。用n位m進(jìn)制數(shù)制電源構(gòu)成的(33)可以產(chǎn)生2mn-1種均勻分布的電壓。在實(shí)用中，數(shù)制電源可視需要簡化，並允許不嚴(yán)格遵守?cái)?shù)制規(guī)律。同樣的數(shù)字控制技術(shù)應(yīng)用到譯碼器，產(chǎn)生了由存儲(chǔ)器構(gòu)成的通用信號(hào)譯碼器(84)，其特征是，(84)的地址碼值與該地址中儲(chǔ)存的控制信號(hào)所選通的(33)中的開關(guān)組合成的電壓碼值相同；或構(gòu)成的專用控制信號(hào)譯碼器(84′)，其特征是，(84′)按地址順序依次存儲(chǔ)所需波形各點(diǎn)電壓值的控制信號(hào)，依地址順序運(yùn)行時(shí)，這些控制信號(hào)將使(33)組合成所需波形輸出。所以WRT方法的基本結(jié)構(gòu)就是由控制信號(hào)譯碼器(84)或(84′)對(duì)(33)進(jìn)行控制，由(33)中的開關(guān)逐點(diǎn)選通數(shù)制電源中的單元而直接產(chǎn)生所需電壓波形，達(dá)到由少量單元重組合成各種周期和非周期的功率或信號(hào)電壓波形輸出的目的。
2.如權(quán)項(xiàng)1所述的電壓合成器的方法構(gòu)成的直流組合電源。其特征為用普通機(jī)械開關(guān)如(48′-55′)選通的二進(jìn)制數(shù)制電源構(gòu)成的，或用普通機(jī)械開關(guān)選通的並帶有二極管如(76、77)或聯(lián)鎖開關(guān)如(14′、15′)聯(lián)鎖的其它進(jìn)制數(shù)制電源構(gòu)成的，能用少量單元產(chǎn)生多路或大量電壓輸出的直流電源。
3.如權(quán)項(xiàng)1所述的電壓合成器(33)和控制信號(hào)譯碼器(84或84′)等構(gòu)成各種信號(hào)發(fā)生器或其它電氣裝置的方法。
4.如權(quán)項(xiàng)1所述的WRT原理構(gòu)成的能輸出任意波形的電力或信號(hào)的裝置的方法。其特征為，在(84′)中按時(shí)序預(yù)先儲(chǔ)存所需波形的控制信號(hào)，並用時(shí)鐘(101)和計(jì)數(shù)器(100)等作為步數(shù)和同步取樣控制。
5.如權(quán)項(xiàng)1所述的WRT原理構(gòu)成能輸出變頻變幅的交流或脈動(dòng)直流波形的電力或信號(hào)裝置的方法。其特征為，用可變頻率選通脈沖的時(shí)鐘(101′)代替權(quán)項(xiàng)4中的(101)實(shí)現(xiàn)變頻。用由波形編碼存儲(chǔ)器(110)、乘法器(111)、幅值控制器(112)和(84)代替權(quán)項(xiàng)4中的(84′)實(shí)現(xiàn)數(shù)字控制變幅。
6.如權(quán)項(xiàng)1所述的WRT原理構(gòu)成交流無瞬斷跟蹤電源裝置的方法。其特征為，用權(quán)項(xiàng)4所述的裝置(124)產(chǎn)生與主供電源(120)同頻率同幅值的電壓輸出，再通過相位檢測(cè)器(121)使(124)與(120)保持恰當(dāng)?shù)南辔?，使在正常供電情況下(124)與(120)可以對(duì)負(fù)載並聯(lián)供電但(124)實(shí)際供電甚微或?yàn)榱?，?dāng)(120)故障時(shí)，(124)立即無瞬斷地承擔(dān)供電。電子故障斷路器(128)、匹配阻抗(125)可用來防止(124)向(120)供電。充電器(130)用來向(124)中的單元充電。(128)、(125)和(130)中的每者可以有，也可以由其它裝置代替。
7.如權(quán)項(xiàng)1所述的WRT原理構(gòu)成把非穩(wěn)定的電能(137)饋入電網(wǎng)的裝置的方法。其特征為，將電網(wǎng)波形信號(hào)取樣后經(jīng)模/數(shù)轉(zhuǎn)換器(136)轉(zhuǎn)換為數(shù)字編碼，然后以該數(shù)字編碼為樣板，令(33)產(chǎn)生相同或適當(dāng)?shù)牟ㄐ伟?137)饋入電網(wǎng)。(132-134)用來獲得適當(dāng)幅值和相位的取樣電壓。增益控制器用來對(duì)(137)的電壓變化進(jìn)行補(bǔ)償以達(dá)到輸出波形的幅值穩(wěn)定的目的。
8.由權(quán)項(xiàng)7發(fā)展的、使(33)的輸出波形幅值不受或少受單元電壓波動(dòng)影響的補(bǔ)償技術(shù)。其特征為，用增益控制器(135)可實(shí)現(xiàn)模擬量控制法補(bǔ)償，而用乘法器(111)和幅值控制器(112)可實(shí)現(xiàn)數(shù)字量控制法補(bǔ)償。
9.用單相交流或多相交流或經(jīng)斬波后的直流向不在運(yùn)行或正在運(yùn)行中的數(shù)制電源充電的方法。其特征為由多繞組變壓器(37)和整流器(38)產(chǎn)生與權(quán)項(xiàng)1的數(shù)制電源中單元的電壓值和接法適合的充電電壓對(duì)數(shù)制電源中的單元充電。
10.用電容器如(1′、2′、3′)代替單元(1、2、3)構(gòu)成交直流供電的數(shù)制電源的方法。其特征為，電容器由權(quán)項(xiàng)9所述的供電源經(jīng)(37)和(38)充電，電容器所蓄電壓的數(shù)值在正常狀況下應(yīng)符合數(shù)制規(guī)律。
11.用權(quán)項(xiàng)1所述的WRT原理構(gòu)成能組合產(chǎn)生各種交直流周期和非周期波形輸出的電力或信號(hào)的萬能電源裝置的方法和/或?yàn)樵撾娫囱b置設(shè)計(jì)的軟件基本編制方法、操作方法和操作鍵盤(157)。其特征為，用計(jì)算器作為控制器，波形編碼可根據(jù)鍵盤操作指令由儲(chǔ)存在ROM(160)中的應(yīng)用程序編制后存放在RAM波形編碼存儲(chǔ)器(161)中，該編碼經(jīng)適當(dāng)?shù)臄?shù)字處理后由(160)中的譯碼程序(功能相當(dāng)于84)譯成控制信號(hào)存放在RAM控制信號(hào)存儲(chǔ)器(162)中，該信號(hào)依次順序控制(33)即可生成所需波形。
12.用權(quán)項(xiàng)1所述的WRT原理構(gòu)成直接式數(shù)字功率或信號(hào)放大器的方法。其特征為，串行或並行脈碼信號(hào)(190，即數(shù)碼信號(hào))，直接送數(shù)字信號(hào)處理器(193)，經(jīng)處理后送(84)譯成控制信號(hào)，使(33)直接輸出模擬信號(hào)而不必經(jīng)過數(shù)/模轉(zhuǎn)換再模擬放大的方式。
13.用權(quán)項(xiàng)1所述的WRT原理構(gòu)成輸入、輸出為模擬量的數(shù)字功率或信號(hào)放大器的方法。其特征為，模擬信號(hào)(191)經(jīng)取樣/保持(192)和模/數(shù)轉(zhuǎn)換(136)而變成數(shù)碼信號(hào)，經(jīng)(84)和(33)直接輸出模擬信號(hào)而不必經(jīng)過數(shù)/模轉(zhuǎn)換再模擬放大的方式。
14.如權(quán)項(xiàng)1、權(quán)項(xiàng)12和權(quán)項(xiàng)13所述，構(gòu)成輸入可為模擬量，可為數(shù)字量的WRT數(shù)字音頻放大器的技術(shù)。
15.如權(quán)項(xiàng)5所述的變幅技術(shù)構(gòu)成的音量調(diào)節(jié)用的數(shù)字控制方法。其特征為，用乘法器(111)和幅值控制器(112)來改變音頻數(shù)字信號(hào)的碼值因而改變輸出波形的幅值。
16.如權(quán)項(xiàng)14所述的WRT數(shù)字音頻放大器技術(shù)中所用到的提高放大器穩(wěn)定性的方法。其特征為，用多位並行移位寄存器，使輸入、輸出模擬信號(hào)間產(chǎn)生適當(dāng)?shù)臅r(shí)間差，以減少可能的音頻偶合從而提高放大器的穩(wěn)定性。
17.如權(quán)項(xiàng)16所述的增加輸入、輸出模擬信號(hào)的時(shí)間差的辦法產(chǎn)生人工回聲的方法。其特征為，在放大主音頻信號(hào)的同時(shí)，用多位並行移位寄存器產(chǎn)生比主音頻信號(hào)延遲若干時(shí)間的回聲信號(hào)，從而得到回聲效應(yīng)。
18.如權(quán)項(xiàng)1所述的方法，以二進(jìn)制電源構(gòu)成的電壓合成器(33′)。其特征為每個(gè)電壓數(shù)位減到只剩三個(gè)元件-代表零電壓的二極管如(56-63)和代表1電壓的單元如(40-47)和開關(guān)如(48-55)，按權(quán)項(xiàng)1相同的方法聯(lián)接，第n位單元的電壓值為單位電壓的2n-1倍。這樣(33′)就可由適當(dāng)?shù)亩M(jìn)制編碼信號(hào)直接驅(qū)動(dòng)而省去通用控制信號(hào)譯碼器。(33′)的位數(shù)可根據(jù)需要任意增減。
19.如權(quán)項(xiàng)18所述的(33′)代替(33)所構(gòu)成的權(quán)項(xiàng)3、4、5、6、7、11、12、13、14各項(xiàng)中載明的裝置的方法。
20.用權(quán)項(xiàng)1所述的WRT原理制作的功率或信號(hào)數(shù)/模轉(zhuǎn)換器。其特征為，(33′)或(33)由與其相同數(shù)制相同位數(shù)的數(shù)字信號(hào)直接驅(qū)動(dòng)或由(84)譯碼后驅(qū)動(dòng)，從而實(shí)現(xiàn)由數(shù)字信號(hào)轉(zhuǎn)換為模擬信號(hào)。
21.如權(quán)項(xiàng)1所述的WRT原理應(yīng)用于其它電量或非電物理量構(gòu)成控制、檢測(cè)、轉(zhuǎn)換或其它實(shí)用裝置的方法。
專利摘要
是以數(shù)字電路或計(jì)算機(jī)直接控制數(shù)制功率部件，組合成任何功率等級(jí)的精確電壓波形的技術(shù)。用WRT產(chǎn)生波形，失真比放大器更小，而電源效率比逆變器還高。用WRT可研制出穩(wěn)定/非穩(wěn)定電能的恒頻恒幅電源，交流變頻變幅電源，無瞬斷交流跟蹤電源，實(shí)驗(yàn)室用萬能電源，WRT數(shù)字功率放大器和功率數(shù)/模轉(zhuǎn)換器等產(chǎn)品，可替代現(xiàn)有的變頻器、逆變器、交直流穩(wěn)壓器、功率信號(hào)發(fā)生器、放大器等大量電氣裝置。
文檔編號(hào)H02M3/04GK87101134SQ87101134
公開日1988年8月3日 申請(qǐng)日期1987年12月4日
發(fā)明者越良, 于宙 申請(qǐng)人:越良, 于宙導(dǎo)出引文BiBTeX, EndNote, RefMan