摘要:系统地介绍稳频稳压（cvcf）电源的构成原理,分析cvcf的频率稳定度、相位稳定度及幅值稳定度的影响因素,并介绍cvcf的系统设计方法。
　　关键词:cvcf频率稳定性幅值稳定性相位稳定性系统设计
　analysisanddesignonthestabilityofcvcf
　　abstract:thispaperintroducesthestructureandtheprincipleofcvcf.itanalysessystematicallyfactorswhichaffectthefrequencystabilityandthescopestabilityandthephasestabilityofcvcf,andexpoundsstaticanddynamicdesignmethods.
keywords:cvcffrequencystabilityscopestabilityphasestabilitysystemdesign

　　交流稳频电源,由于其幅值和频率稳定度高,波形失真小,输出功率大,在电子、机电行业,特别是在精密加工机械、半导体加工设备的制造、交流仪器仪表的调校、磁性材料的测量等测试系统中,作为激励源或信息源得到广泛的应用，也可以取代传统的电动机－发电机机组,在航天航空航海和精密加工等行业得到应用。
　　1工作原理
交流稳频电源根据其工作方式可分为波形控制式和逆变器式。波形控制式是将信号源输出的正弦波信号作为基准,采用线性放大器进行功率放大,通过耦合度高的线性变压器与负载相连。这种稳频电源波形失真小,稳定度高。逆变器式与波形控制式的主电路结构基本相同,只是采用开关式逆变器取代线性放大器,通过正弦波脉冲宽度调制技术(spwm),使主电路中的电力电子器件工作于超音频范围的开关状态,输出正弦波脉宽调制波,然后再通过滤波电路还原成正弦波,这种稳频电源效率高,无噪声。但由于工作在开关状态,有一定的开关干扰,波形失真程度较大,其应用范围受到一定的限制。目前,一般多采用波形控制式稳频电源作为测试激励源,采用逆变器式作为大功率驱动电源。
　　根据输出交流电源的相数,稳频电源可分为单相式,两相正交式和三相对称式。单一输出量的稳频稳压源由于各相间的相移恒定,因此不需要移相调节电路。当输出物理量既要求有电压回路,还要求有电流回路,且电压与电流的相位差要求既能调节又能稳定以适应不同负载时,则相应的稳频稳压/稳流电源应包括电压和电流输出回路。其结构如图1所示。




　　稳频稳压电源的稳幅原理取决于图2所示的稳幅放大电路。其中精密整流电路将稳频稳压源输出的交流电压取样,经整流变换为幅值与输出的交流量成正比的直流电压uf,稳幅放大电路将此uf作为幅值反馈电压,并与基准源uj相比较,取其偏差量uj－uf进行积分放大,以改变可变增益放大器的增益。当频率稳定、幅值也稳定的信号源输出的正弦波通过可变增益放大器时,由于其增益取决于偏差量,故使输入到功率放大器的信号幅值改变,从而自动调节其输出的幅值。如由于某一原因使稳压源的输出幅值uo下降时,则经过精密整流后的幅值反馈电压uf也降低,使比较器的偏差量增大,经积分放大后,使可变增益放大器的增益提高,从而使功率放大器的输入信号增大,稳频稳压源的输出幅值uo增大,以达到幅值稳定的目的。
　　波形反馈环是将稳频稳压源的输出量取样后,以负反馈的形式反馈到功率放大器的输入端,使功率放大器的净输入信号为输入信号与反馈信号的偏差。通过这一较强的负反馈以减小功率放大器的非线性失真,使稳频稳压源的输出波形尽量接近信号源的输出波形。



　　2cvcf的稳定度分析
　　2.1cvcf的频率稳定度分析
　　cvcf的频率稳定度在很大程度上取决于振荡器,因此,设计一个符合要求的振荡器是cvcf的关键之一。
　　首先,对任一振荡器在不考虑电阻r时,其振荡频率可用一般表达式表示:
如果由于外界条件使l和c分别变化了△l和△c,则频率的偏移量为

　　频率的相对变化量为

　　电感的变化量△l取决于温度和湿度的变化以及机械振动等因素,电容的变化量△c除与湿度和温度的变化有关外,还与电路的杂散分布电容、负载电容、元件的老化失效等因素有关。
　　其次，振荡回路的有功负载将影响谐振回路的品质因数q,从而影响振荡频率的稳定度。一般来说,q值越高,频率稳定度越好,反之频率稳定度越差。而谐振回路的品质因数q为:
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