[发明专利]用于产生数字信号的方法和变频器

说明书

技术领域

本发明涉及用于根据借助于变频器产生的模拟信号产生数字信号的方法和用于实施该方法的变频器。

背景技术

变频器通常产生例如以(相)电压的形式的用于控制电动机的脉宽调制的信号，其中相电压又引起相电流。在调节的上下文中送回相电流的变频器的情况下，信号测量或者信号返回的质量更重要。

此外要测量的信号通常借助于合适的传感器获取，模拟滤波并且随后借助于常规模拟数字转换器采样并且数字化。

通常锯齿形的相电流作为相关信号之一通常同步地在脉宽调制的各自的周期的中间采样。然而在并非准确的中间采样的情况下可以引起偏移测量误差。

通过脉宽调制的周期持续时间上的平均值形成可减小上述扰动。为了平均值形成，常规地获得脉宽调制的周期持续时间上的多个数字测量值并接着计算所获得的测量值上的平均值。

其中实施这样平均值形成的方法在DE 102007032484 A1中描述。

发明内容

本发明基于下列任务，提出用于根据借助于变频器基于脉宽调制产生的模拟信号产生数字信号的方法以及用于实施该方法的变频器以供使用，其可以简单并且成本低地实现并且实现尤其无干扰并且可靠的数字化。

本发明通过根据权利要求1的方法和根据权利要求6的变频器解决该任务。

优选实施方式是从属权利要求的主题，从属权利要求的条文对此通过参考成为描述的内容。

该方法用于根据借助于变频器基于脉宽调制产生的模拟信号（例如相电流和/或相电压）（该信号用于控制电动机）产生至少一个数字或者数字化的信号，其中尤其以数字表示的数字信号对应于脉宽调制的周期持续时间上的模拟信号的平均值。数字信号例如在伺服变换器（Servo-Umrichter）中用于尤其是调节模拟信号。在该方法的情况下，具有预定（尤其是不变的）比特重复持续时间的连续比特流取决于模拟信号尤其借助于西格马-德耳塔-调制器（Sigma-Delta-Modulator）产生。在具有至少如脉宽调制的周期持续时间一样大的持续时间的各自的时间间隔的期间，实施下面步骤：比特流的各自的比特与所属评定系数相乘以产生各自的比特-评定系数-乘积并且累加时间间隔上的全部比特-评定系数-乘积，其中时间间隔上的总和表示数字信号。例如对于脉宽调制的每个周期或脉宽调制的每第n周期（其中n>2），上述步骤连续重复。

对信号或者数字信号的数字表示理解为时间和幅度离散数字化样本值的序列，其一方面具有分离并且分级的值存储（Wertvorrat）并且此外以时间次序仅在确定的周期性时间点定义或者示出样本值中的改变。数字表示中的信号根据描述物理量的时间上持续变化的所属模拟信号，通过量化和在定义的时间点进行的采样，来形成。通过对应编码可以将数字信号转化成二进制表示。另外还参阅大量专业文献。

在改进方案中评定系数通过叠加权重函数的权重系数产生，其中各自的权重函数的中间点位于脉宽调制的周期内，各自的权重函数对应于数字滤波函数，相邻权重函数在时间上相对彼此移位一个或多倍比特重复持续时间并且各自的权函数具有预定数量的权重系数。优选地时间间隔具有持续时间，该持续时间比脉宽调制的周期持续时间更长某数量的比特重复持续时间，其中该数量的比特重复持续时间对应于权重系数的数量。

在改进方案中时间间隔相对脉宽调制的周期中心地布置。

在改进方案中数字滤波函数是sinc-滤波函数。

变频器（尤其伺服-变换器形式的变频器）设计成实施上述方法并且具有：用于产生比特流的西格马-德耳塔-调制器、存储权重系数的存储器、设计成使比特流的各自的比特与所属权重系数相乘的乘法器、以及设计成累加各自的比特-评定系数-乘积的累加器。

附图说明

本发明在下面参阅示出本发明的优选实施方式的附图描述。在此示意性示出：

图1示出相电压和相电流的形式的借助于变频器基于脉宽调制产生或者引起的模拟信号，

图2示出用于根据图1示出的信号产生数字信号的电路的框图，

图3示出具有总共384个权重系数的数字sinc³滤波器的权重函数，以及

图4示出多个相邻权重函数（其时间上相对彼此移位某数量的西格马-德耳塔-调制器的比特重复持续时间）以及通过叠加确定的数量的相邻权重函数的权重系数产生的评定系数。

具体实施方式