隨著信息技術(shù)的發(fā)展，GJR5252300R3101 07AC91H磁性材料廣泛運(yùn)用于通信、電力、信息、交通等領(lǐng)域中。磁滯回線是磁性材料中重要的磁性參數(shù)之一，是鐵磁材料的本質(zhì)特征。通常運(yùn)用于與磁性材料有關(guān)的計(jì)算和研究中，對(duì)工業(yè)生產(chǎn)和科學(xué)研究具有重要的指導(dǎo)意義。材料的磁滯回線通過(guò)B-H測(cè)試儀可以測(cè)量得到，測(cè)試儀以電磁感應(yīng)原理為基礎(chǔ)，通過(guò)勵(lì)磁電源對(duì)軟磁材料樣品的初級(jí)繞組加一定頻率和幅度的電流，次級(jí)繞組兩端將會(huì)產(chǎn)生感應(yīng)電動(dòng)勢(shì)，對(duì)初級(jí)勵(lì)磁電流和次級(jí)感應(yīng)電動(dòng)勢(shì)實(shí)施同步實(shí)時(shí)采樣。根據(jù)安培環(huán)路定理和電磁感應(yīng)定理計(jì)算磁場(chǎng)強(qiáng)度H和磁感應(yīng)強(qiáng)度B，進(jìn)而可以計(jì)算動(dòng)態(tài)回線，動(dòng)態(tài)磁化曲線、鐵損、動(dòng)態(tài)磁導(dǎo)率等參數(shù)。勵(lì)磁信號(hào)源主要包括正弦信號(hào)發(fā)生電路和功放電路兩部分。GJR5252300R3101 07AC91H目前勵(lì)磁電源信號(hào)發(fā)生部分通常采用直接頻率合成技術(shù)，主要功能電路由壓控振蕩器(VCO)、倍頻器、分頻器、混頻器和濾波器等構(gòu)成，整個(gè)系統(tǒng)采用開(kāi)環(huán)控制，即輸入設(shè)定值→頻率合成→功率放大→輸出勵(lì)磁電流。這種結(jié)構(gòu)給勵(lì)磁電源帶來(lái)以下不足：(1)由于采用外部壓控振蕩器，勵(lì)磁信號(hào)的頻率范圍受到限制，一般約為50 kHz。(2)系統(tǒng)使用開(kāi)環(huán)控制，系統(tǒng)精度依賴于各組件的精度和穩(wěn)定性，使得勵(lì)磁電流的幅度精度和穩(wěn)定性較差，儀器抗干擾性不強(qiáng)。(3)采用直接頻率合成技術(shù)，系統(tǒng)中有大量模擬電路，導(dǎo)致系統(tǒng)體積大、重量大、耗電高、可靠性差。
??? 為此，文中提出一種基于FPGA的DDS信號(hào)發(fā)生器。GJR5252300R3101 07AC91H信號(hào)發(fā)生電路采用直接數(shù)字頻率合成技術(shù)，即DDS(Direct Digital Frequency Synth-esis)。它是以全數(shù)字技術(shù)，從相位概念出發(fā)，直接合成所需波形的一種新的頻率合成技術(shù)。是將先進(jìn)的數(shù)字處理技術(shù)和方法引入信號(hào)合成領(lǐng)域，把一系列數(shù)字量形式的信號(hào)通過(guò)數(shù)／模轉(zhuǎn)換器轉(zhuǎn)換成模擬信號(hào)，在時(shí)域中進(jìn)行頻率合成。直接數(shù)字頻率合成器的主要優(yōu)點(diǎn)是：輸出信號(hào)頻率相對(duì)帶寬較寬；頻率分辨力好、轉(zhuǎn)換時(shí)間快；頻率變化時(shí)相位保持連續(xù)；集成度高，體積小，控制方便等。整個(gè)信號(hào)源系統(tǒng)采用數(shù)字閉環(huán)控制，通過(guò)對(duì)勵(lì)磁電流瞬時(shí)值經(jīng)PID閉環(huán)控制，使得勵(lì)磁電流可瞬時(shí)跟蹤給定幅值，加快系統(tǒng)動(dòng)態(tài)響應(yīng)，提高非線性負(fù)載適應(yīng)力，其較傳統(tǒng)的信號(hào)源能更好地滿足磁性測(cè)試設(shè)備的需求。

1 DDS的工作原理
??? DDS的工作原理如圖1所示。GJR5252300R3101 07AC91H主要有以下基本部件：相位累加器；相位-幅度變換器，即正弦查表ROM；D／A轉(zhuǎn)換器和適當(dāng)?shù)臑V波器等濾波器。相位累加器是DDS系統(tǒng)的核心是相位累加器，它由一個(gè)加法器和一個(gè)相位寄存器組成，相位累加器在參考時(shí)鐘的作用下，按頻率控制字為步長(zhǎng)不斷累積，累加結(jié)果產(chǎn)生遞增的傳遞給正弦查表ROM。正弦查詢表中存儲(chǔ)了一個(gè)周期正弦波在各相位點(diǎn)對(duì)應(yīng)數(shù)字幅度信息。由于相位累加器的輸出連接在波形存儲(chǔ)器(ROM)的地址線上，因此其輸出的改變就相當(dāng)于進(jìn)行查表。這樣就可把存儲(chǔ)在波形存儲(chǔ)器內(nèi)的波形抽樣值經(jīng)查找表查出，然后送至D／A轉(zhuǎn)換器，經(jīng)D／A轉(zhuǎn)換器產(chǎn)生一系列以時(shí)鐘脈沖為抽樣速率的電壓階躍。濾波器則進(jìn)一步平滑D／A轉(zhuǎn)換器輸出的近似正弦波的鋸齒階梯波，同時(shí)衰減不必要的雜散信號(hào)，使輸出為要求的光滑波形。

??? 由于相位累加器字長(zhǎng)的限制，相位累加器累加到一定值后，其輸出將會(huì)溢出，這樣波形存儲(chǔ)器的地址就會(huì)循環(huán)一次，即意味著輸出波形循環(huán)一周。故當(dāng)頻率字取不同值，就可以改變相位累加器的溢出時(shí)間，從而在時(shí)鐘頻率不變的條件下改變輸出頻率。
??? 設(shè)頻率控制字為K，系統(tǒng)參考時(shí)鐘為fc，相位累加器位數(shù)為N，輸出頻率為fo，則可以得到輸入與輸出的關(guān)系為
???
??? 當(dāng)K=1時(shí)，可以得到DDS的頻率分辨率
???

2 勵(lì)磁恒流源的硬件設(shè)計(jì)
??? GJR5252300R3101 07AC91H勵(lì)磁信號(hào)發(fā)生器電路系統(tǒng)主要由基于FPGA的DDS電路、MCU控制電路、DAC電路、低通濾波器(LPF)、人機(jī)接口、系統(tǒng)時(shí)鐘和系統(tǒng)電源構(gòu)成。

ABB P5EAa HENF206350R2

ABB P4LQA HENF209736R0003

ABB P3EDb HENF452778R1

ABB P3ECa HENF315309R2

ABB P3EB HENF315223R1

ABB P3EA HENF315216R1

ABB OCAHG 492838402

ABB OCAH 940181103

ABB O3EX HENF315845R2

ABB O3ES HENF445789R1

ABB O3EId HENF452777R3

ABB O3EHa HENF315087R2

ABB O3EGb HENF315118R2

ABB O3EEb HENF318176R1

ABB O3ED

ABB O3EC HENF442581R1

ABB NWX511a-2/R HESG112548R12

ABB NTR002-A

ABB NTLS01

ABB NTHS03

ABB NSSM01

ABB NIMP01

ABB NDCU-12C NDCU-12CK

ABB MB510 3BSE044219DB

ABB LXN1604-6

ABB LXN1604-6

ABB LWN2660-6E

ABB LDSYN-101 3BHE005555R0101

ABB LDSYN-101

ABB LDMUI-001 61320946C

ABB LDGRB-01 3BSE013177R1

ABB LDGRB-01

ABB LD800HSE 3BDH000320R02

ABB KUC755AE117

ABB KUC755AE106 3BHB005243R0106