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自主研發(fā)SPWM發(fā)生器芯片的開發(fā)過程

正弦波逆變器和變頻器產(chǎn)品上經(jīng)常需要產(chǎn)生SPWM,目前產(chǎn)生SPWM的方法主要有,微處理器法; 正弦波振蕩電路+鋸齒波產(chǎn)生電路+比較器 ;正弦波振蕩電路+D類功放;專用芯片法.但是它們不是電路復(fù)雜需調(diào)整點(diǎn)多,就是價(jià)格昂貴.
鑒于此,我試著利用單位的一些設(shè)備,開發(fā)了一種SPWM發(fā)生器芯片(單相),其結(jié)構(gòu)框圖如下:

它采用全CMOS結(jié)構(gòu),工作電壓范圍2.5-3.6V,靜態(tài)時(shí)僅5uA,可以同時(shí)輸出SPWM和模擬量,8bit輸出精度,SPWM輸出頻率是osc的4倍,可以通過調(diào)整osc調(diào)整輸出正弦波頻率,通過A1到A8選擇輸出不同幅度的正弦波(以及它的SPWM),并且過零切換.
應(yīng)用電路如下:

SPWM輸出頻率可達(dá)100KHz
現(xiàn)在已經(jīng)在樣品測(cè)試階段,估計(jì)成品價(jià)在25元左右(32個(gè)幅度)38元(250個(gè)幅度)
全部回復(fù)(59)
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hbzjcjw
LV.10
2
2006-12-15 18:29
就是個(gè)單片機(jī)寫個(gè)程序,吳淞口何必說這么多
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zst_neil
LV.3
3
2006-12-15 22:29
@hbzjcjw
就是個(gè)單片機(jī)寫個(gè)程序,吳淞口何必說這么多
單片機(jī)要到發(fā)生SPWM到100KHz,很不容易,所以我將這些用一個(gè)20腳的芯片硬件完成(不需編程)
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hbzjcjw
LV.10
4
2006-12-15 23:34
@zst_neil
單片機(jī)要到發(fā)生SPWM到100KHz,很不容易,所以我將這些用一個(gè)20腳的芯片硬件完成(不需編程)
用到100KHZ沒必要,20K是最佳值.
你把程序編好了寫進(jìn)去不就不需要編程了
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zst_neil
LV.3
5
2006-12-16 00:38
@hbzjcjw
用到100KHZ沒必要,20K是最佳值.你把程序編好了寫進(jìn)去不就不需要編程了
我手頭有PIC單片機(jī)的SPWM發(fā)生器資料,就算20KHz的SPWM,也只有6個(gè)周期改變一次,以50HZ純正弦波為例精度只有5bit,而我的芯片每個(gè)周期都可以變化,精度8bit.并且我的芯片可以支持不同頻率的工頻和中頻SPWM,精度可以同樣保持8bit.
  隨后我將會(huì)將測(cè)試的過程照片發(fā)到網(wǎng)上,與大家分享,如果有滿意的測(cè)試結(jié)果,我將免費(fèi)提供樣品,同大家共同探討
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pudafu1
LV.4
6
2006-12-16 10:19
@zst_neil
我手頭有PIC單片機(jī)的SPWM發(fā)生器資料,就算20KHz的SPWM,也只有6個(gè)周期改變一次,以50HZ純正弦波為例精度只有5bit,而我的芯片每個(gè)周期都可以變化,精度8bit.并且我的芯片可以支持不同頻率的工頻和中頻SPWM,精度可以同樣保持8bit.  隨后我將會(huì)將測(cè)試的過程照片發(fā)到網(wǎng)上,與大家分享,如果有滿意的測(cè)試結(jié)果,我將免費(fèi)提供樣品,同大家共同探討
關(guān)注!!等著您的好消息.到時(shí)別忘了我!
  pudafu1@163.com
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mauilk
LV.4
7
2006-12-16 11:37
@zst_neil
我手頭有PIC單片機(jī)的SPWM發(fā)生器資料,就算20KHz的SPWM,也只有6個(gè)周期改變一次,以50HZ純正弦波為例精度只有5bit,而我的芯片每個(gè)周期都可以變化,精度8bit.并且我的芯片可以支持不同頻率的工頻和中頻SPWM,精度可以同樣保持8bit.  隨后我將會(huì)將測(cè)試的過程照片發(fā)到網(wǎng)上,與大家分享,如果有滿意的測(cè)試結(jié)果,我將免費(fèi)提供樣品,同大家共同探討
但愿你能成功,可以和大家一起分享!
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zst_neil
LV.3
8
2006-12-16 15:11
芯片外型:
500) {this.resized=true; this.width=500; this.alt='這是一張縮略圖,點(diǎn)擊可放大。\n按住CTRL,滾動(dòng)鼠標(biāo)滾輪可自由縮放';this.style.cursor='hand'}" onclick="if(!this.resized) {return true;} else {window.open('http://u.dianyuan.com/bbs/u/48/1166252871.jpg');}" onmousewheel="return imgzoom(this);">
左邊的DIP24是250個(gè)幅度
右邊的DIP20是32個(gè)幅度
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zst_neil
LV.3
9
2006-12-18 12:18
@zst_neil
芯片外型:[圖片]500){this.resized=true;this.width=500;this.alt='這是一張縮略圖,點(diǎn)擊可放大。\n按住CTRL,滾動(dòng)鼠標(biāo)滾輪可自由縮放';this.style.cursor='hand'}"onclick="if(!this.resized){returntrue;}else{window.open('http://u.dianyuan.com/bbs/u/48/1166252871.jpg');}"onmousewheel="returnimgzoom(this);">左邊的DIP24是250個(gè)幅度右邊的DIP20是32個(gè)幅度
500) {this.resized=true; this.width=500; this.alt='這是一張縮略圖,點(diǎn)擊可放大。\n按住CTRL,滾動(dòng)鼠標(biāo)滾輪可自由縮放';this.style.cursor='hand'}" onclick="if(!this.resized) {return true;} else {window.open('http://u.dianyuan.com/bbs/u/48/1166415209.jpg');}" onmousewheel="return imgzoom(this);">
這是測(cè)試線路,測(cè)試SPWM的產(chǎn)生,和正弦波形的比較,以及過零點(diǎn)變化幅度
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zst_neil
LV.3
10
2006-12-18 16:44
@zst_neil
芯片外型:[圖片]500){this.resized=true;this.width=500;this.alt='這是一張縮略圖,點(diǎn)擊可放大。\n按住CTRL,滾動(dòng)鼠標(biāo)滾輪可自由縮放';this.style.cursor='hand'}"onclick="if(!this.resized){returntrue;}else{window.open('http://u.dianyuan.com/bbs/u/48/1166252871.jpg');}"onmousewheel="returnimgzoom(this);">左邊的DIP24是250個(gè)幅度右邊的DIP20是32個(gè)幅度
500) {this.resized=true; this.width=500; this.alt='這是一張縮略圖,點(diǎn)擊可放大。\n按住CTRL,滾動(dòng)鼠標(biāo)滾輪可自由縮放';this.style.cursor='hand'}" onclick="if(!this.resized) {return true;} else {window.open('http://u.dianyuan.com/bbs/u/48/1166431319.jpg');}" onmousewheel="return imgzoom(this);">
這是正弦信號(hào)輸出點(diǎn)的波形
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zst_neil
LV.3
11
2006-12-18 16:53
@zst_neil
[圖片]500){this.resized=true;this.width=500;this.alt='這是一張縮略圖,點(diǎn)擊可放大。\n按住CTRL,滾動(dòng)鼠標(biāo)滾輪可自由縮放';this.style.cursor='hand'}"onclick="if(!this.resized){returntrue;}else{window.open('http://u.dianyuan.com/bbs/u/48/1166431319.jpg');}"onmousewheel="returnimgzoom(this);">這是正弦信號(hào)輸出點(diǎn)的波形
500) {this.resized=true; this.width=500; this.alt='這是一張縮略圖,點(diǎn)擊可放大。\n按住CTRL,滾動(dòng)鼠標(biāo)滾輪可自由縮放';this.style.cursor='hand'}" onclick="if(!this.resized) {return true;} else {window.open('http://u.dianyuan.com/bbs/u/48/1166431818.jpg');}" onmousewheel="return imgzoom(this);">500) {this.resized=true; this.width=500; this.alt='這是一張縮略圖,點(diǎn)擊可放大。\n按住CTRL,滾動(dòng)鼠標(biāo)滾輪可自由縮放';this.style.cursor='hand'}" onclick="if(!this.resized) {return true;} else {window.open('http://u.dianyuan.com/bbs/u/48/1166431955.jpg');}" onmousewheel="return imgzoom(this);">
下半周和上半周的SPWM
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mauilk
LV.4
12
2006-12-18 18:23
@zst_neil
[圖片]500){this.resized=true;this.width=500;this.alt='這是一張縮略圖,點(diǎn)擊可放大。\n按住CTRL,滾動(dòng)鼠標(biāo)滾輪可自由縮放';this.style.cursor='hand'}"onclick="if(!this.resized){returntrue;}else{window.open('http://u.dianyuan.com/bbs/u/48/1166431818.jpg');}"onmousewheel="returnimgzoom(this);">[圖片]500){this.resized=true;this.width=500;this.alt='這是一張縮略圖,點(diǎn)擊可放大。\n按住CTRL,滾動(dòng)鼠標(biāo)滾輪可自由縮放';this.style.cursor='hand'}"onclick="if(!this.resized){returntrue;}else{window.open('http://u.dianyuan.com/bbs/u/48/1166431955.jpg');}"onmousewheel="returnimgzoom(this);">下半周和上半周的SPWM
請(qǐng)問你是在哪的?
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fj828
LV.5
13
2006-12-19 08:55
@zst_neil
[圖片]500){this.resized=true;this.width=500;this.alt='這是一張縮略圖,點(diǎn)擊可放大。\n按住CTRL,滾動(dòng)鼠標(biāo)滾輪可自由縮放';this.style.cursor='hand'}"onclick="if(!this.resized){returntrue;}else{window.open('http://u.dianyuan.com/bbs/u/48/1166431818.jpg');}"onmousewheel="returnimgzoom(this);">[圖片]500){this.resized=true;this.width=500;this.alt='這是一張縮略圖,點(diǎn)擊可放大。\n按住CTRL,滾動(dòng)鼠標(biāo)滾輪可自由縮放';this.style.cursor='hand'}"onclick="if(!this.resized){returntrue;}else{window.open('http://u.dianyuan.com/bbs/u/48/1166431955.jpg');}"onmousewheel="returnimgzoom(this);">下半周和上半周的SPWM
密切關(guān)注中!
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zst_neil
LV.3
14
2006-12-19 10:03
@mauilk
請(qǐng)問你是在哪的?
重慶
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zst_neil
LV.3
15
2006-12-19 10:17
@zst_neil
[圖片]500){this.resized=true;this.width=500;this.alt='這是一張縮略圖,點(diǎn)擊可放大。\n按住CTRL,滾動(dòng)鼠標(biāo)滾輪可自由縮放';this.style.cursor='hand'}"onclick="if(!this.resized){returntrue;}else{window.open('http://u.dianyuan.com/bbs/u/48/1166431319.jpg');}"onmousewheel="returnimgzoom(this);">這是正弦信號(hào)輸出點(diǎn)的波形
500) {this.resized=true; this.width=500; this.alt='這是一張縮略圖,點(diǎn)擊可放大。\n按住CTRL,滾動(dòng)鼠標(biāo)滾輪可自由縮放';this.style.cursor='hand'}" onclick="if(!this.resized) {return true;} else {window.open('http://u.dianyuan.com/bbs/u/48/1166494389.jpg');}" onmousewheel="return imgzoom(this);">
這是細(xì)部特征
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zst_neil
LV.3
16
2006-12-19 10:32
@zst_neil
[圖片]500){this.resized=true;this.width=500;this.alt='這是一張縮略圖,點(diǎn)擊可放大。\n按住CTRL,滾動(dòng)鼠標(biāo)滾輪可自由縮放';this.style.cursor='hand'}"onclick="if(!this.resized){returntrue;}else{window.open('http://u.dianyuan.com/bbs/u/48/1166494389.jpg');}"onmousewheel="returnimgzoom(this);">這是細(xì)部特征
由于限度SPWM的頻率為20KHz,OSC必須為為5KHz,所以呈階梯壯,半周期階梯數(shù)為200,如果提高SPWM的頻率到25.6k以上將達(dá)8bit,(256階梯數(shù)/半周期)
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2006-12-19 11:12
要達(dá)到較高動(dòng)態(tài)性能,關(guān)鍵是反饋控制速度和精度,能問一下你是如何處理的嗎?
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zst_neil
LV.3
18
2006-12-19 11:57
@xzszrs
要達(dá)到較高動(dòng)態(tài)性能,關(guān)鍵是反饋控制速度和精度,能問一下你是如何處理的嗎?
幅度控制是通過在A1-A8上給不同的地址產(chǎn)生不同幅度,輸出精度目前為32或250(當(dāng)然可以作成非線性的),后面的實(shí)驗(yàn)將做關(guān)于幅度變化,至于反饋取樣采集則不是本芯片所能夠完成的,需要其他電路來完成
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2006-12-19 14:35
@zst_neil
幅度控制是通過在A1-A8上給不同的地址產(chǎn)生不同幅度,輸出精度目前為32或250(當(dāng)然可以作成非線性的),后面的實(shí)驗(yàn)將做關(guān)于幅度變化,至于反饋取樣采集則不是本芯片所能夠完成的,需要其他電路來完成
我想,如能在一定范圍內(nèi)控制輸出電壓,而不是開環(huán)從0到最大控制輸出電壓更能有效地應(yīng)用有限的控制精度數(shù).控制的下限可設(shè)定為開環(huán)工做在最低輸入電壓且是額定負(fù)載時(shí),此時(shí)需要要的去調(diào)制三角波的正弦信號(hào)的幅度為V1,對(duì)應(yīng)調(diào)制度為M1;控制的上限可設(shè)定為開環(huán)工做在最高輸入電壓且是空載時(shí),此時(shí)需要要的去調(diào)制三角波的正弦信號(hào)的幅度為V2,對(duì)應(yīng)調(diào)制度為M2.在M1到M2之間設(shè)32/250個(gè)精度數(shù).例如,輸入DC12V,輸出AC220V功率500W工頻正弦波逆變系統(tǒng)中,控制的上限為輸入10.5V,開環(huán)輸出220V/500W,此時(shí)對(duì)應(yīng)調(diào)制度為M1(最大值,設(shè)為0.95),控制的下限為輸入13.5V,開環(huán)輸出300V/0W,此時(shí)要調(diào)整到額定220V對(duì)應(yīng)調(diào)制度為M2(最小值,設(shè)為0.75),則系統(tǒng)控制范圍為300V-220V=80V,對(duì)應(yīng)調(diào)制度為0.95-0.75=0.2就夠了,如果控制精度數(shù)為32,則控制精度為80/32=2.5V,穩(wěn)壓精度為2.5V/220V=1.14%,或者說穩(wěn)壓精度為220V+-2.5V
    這種控制方法怎樣?
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zst_neil
LV.3
20
2006-12-19 15:23
@xzszrs
我想,如能在一定范圍內(nèi)控制輸出電壓,而不是開環(huán)從0到最大控制輸出電壓更能有效地應(yīng)用有限的控制精度數(shù).控制的下限可設(shè)定為開環(huán)工做在最低輸入電壓且是額定負(fù)載時(shí),此時(shí)需要要的去調(diào)制三角波的正弦信號(hào)的幅度為V1,對(duì)應(yīng)調(diào)制度為M1;控制的上限可設(shè)定為開環(huán)工做在最高輸入電壓且是空載時(shí),此時(shí)需要要的去調(diào)制三角波的正弦信號(hào)的幅度為V2,對(duì)應(yīng)調(diào)制度為M2.在M1到M2之間設(shè)32/250個(gè)精度數(shù).例如,輸入DC12V,輸出AC220V功率500W工頻正弦波逆變系統(tǒng)中,控制的上限為輸入10.5V,開環(huán)輸出220V/500W,此時(shí)對(duì)應(yīng)調(diào)制度為M1(最大值,設(shè)為0.95),控制的下限為輸入13.5V,開環(huán)輸出300V/0W,此時(shí)要調(diào)整到額定220V對(duì)應(yīng)調(diào)制度為M2(最小值,設(shè)為0.75),則系統(tǒng)控制范圍為300V-220V=80V,對(duì)應(yīng)調(diào)制度為0.95-0.75=0.2就夠了,如果控制精度數(shù)為32,則控制精度為80/32=2.5V,穩(wěn)壓精度為2.5V/220V=1.14%,或者說穩(wěn)壓精度為220V+-2.5V    這種控制方法怎樣?
很好呀,18貼中我提到的非線性就是這種方法,將需要調(diào)整范圍確定分成32或250份,如果是250個(gè)幅度的按你的例子80/250=0.32 即精度為0.32/220=0.14%或220V+_0.32.
   這個(gè)芯片內(nèi)部EPROM部分是可以定制波形壓縮數(shù)據(jù)(不過必須通過我們才可以)包括幅度,形狀
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zst_neil
LV.3
21
2006-12-19 15:40
@xzszrs
我想,如能在一定范圍內(nèi)控制輸出電壓,而不是開環(huán)從0到最大控制輸出電壓更能有效地應(yīng)用有限的控制精度數(shù).控制的下限可設(shè)定為開環(huán)工做在最低輸入電壓且是額定負(fù)載時(shí),此時(shí)需要要的去調(diào)制三角波的正弦信號(hào)的幅度為V1,對(duì)應(yīng)調(diào)制度為M1;控制的上限可設(shè)定為開環(huán)工做在最高輸入電壓且是空載時(shí),此時(shí)需要要的去調(diào)制三角波的正弦信號(hào)的幅度為V2,對(duì)應(yīng)調(diào)制度為M2.在M1到M2之間設(shè)32/250個(gè)精度數(shù).例如,輸入DC12V,輸出AC220V功率500W工頻正弦波逆變系統(tǒng)中,控制的上限為輸入10.5V,開環(huán)輸出220V/500W,此時(shí)對(duì)應(yīng)調(diào)制度為M1(最大值,設(shè)為0.95),控制的下限為輸入13.5V,開環(huán)輸出300V/0W,此時(shí)要調(diào)整到額定220V對(duì)應(yīng)調(diào)制度為M2(最小值,設(shè)為0.75),則系統(tǒng)控制范圍為300V-220V=80V,對(duì)應(yīng)調(diào)制度為0.95-0.75=0.2就夠了,如果控制精度數(shù)為32,則控制精度為80/32=2.5V,穩(wěn)壓精度為2.5V/220V=1.14%,或者說穩(wěn)壓精度為220V+-2.5V    這種控制方法怎樣?
當(dāng)然如果你只想利用它的模擬輸出,也是可以的,但是因?yàn)樗呀?jīng)有SPWM輸出通過電平轉(zhuǎn)換和驅(qū)動(dòng)電路(如IR2111)可以直接驅(qū)動(dòng)H橋,如果不用的話,有點(diǎn)背離我設(shè)計(jì)的初衷
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2006-12-19 16:09
@zst_neil
當(dāng)然如果你只想利用它的模擬輸出,也是可以的,但是因?yàn)樗呀?jīng)有SPWM輸出通過電平轉(zhuǎn)換和驅(qū)動(dòng)電路(如IR2111)可以直接驅(qū)動(dòng)H橋,如果不用的話,有點(diǎn)背離我設(shè)計(jì)的初衷
錯(cuò)了,我想你是否要集成我這種思路,而我只要輸入給IC一個(gè)電壓取樣值就行了.IC就會(huì)根據(jù)電壓取樣值調(diào)用最合適的調(diào)制度把輸出電壓穩(wěn)定在和額定輸出電壓最接近的電壓上.
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zst_neil
LV.3
23
2006-12-19 16:19
@xzszrs
錯(cuò)了,我想你是否要集成我這種思路,而我只要輸入給IC一個(gè)電壓取樣值就行了.IC就會(huì)根據(jù)電壓取樣值調(diào)用最合適的調(diào)制度把輸出電壓穩(wěn)定在和額定輸出電壓最接近的電壓上.
現(xiàn)在情況是,如果我加上比較器和編碼器或者單片機(jī),芯片成本和體積會(huì)大幅度提高,如果我這個(gè)IC能夠完全成功的話,我會(huì)考慮做一個(gè)包括取樣,保護(hù),控制的模塊
    不過,我還是要感謝你的熱心! 謝謝!
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2006-12-19 16:25
@zst_neil
現(xiàn)在情況是,如果我加上比較器和編碼器或者單片機(jī),芯片成本和體積會(huì)大幅度提高,如果我這個(gè)IC能夠完全成功的話,我會(huì)考慮做一個(gè)包括取樣,保護(hù),控制的模塊    不過,我還是要感謝你的熱心!謝謝!
祝你早日成功!
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zst_neil
LV.3
25
2006-12-19 16:36
@xzszrs
祝你早日成功!
謝謝!希望繼續(xù)關(guān)注我后面的實(shí)驗(yàn)
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2006-12-19 16:46
@zst_neil
謝謝!希望繼續(xù)關(guān)注我后面的實(shí)驗(yàn)
一定.
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668815
LV.5
27
2006-12-19 16:58
@zst_neil
由于限度SPWM的頻率為20KHz,OSC必須為為5KHz,所以呈階梯壯,半周期階梯數(shù)為200,如果提高SPWM的頻率到25.6k以上將達(dá)8bit,(256階梯數(shù)/半周期)
但愿你能成功,完成后,發(fā)一完整的電路圖和大家一起分享!
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zst_neil
LV.3
28
2006-12-20 13:38
@zst_neil
[圖片]500){this.resized=true;this.width=500;this.alt='這是一張縮略圖,點(diǎn)擊可放大。\n按住CTRL,滾動(dòng)鼠標(biāo)滾輪可自由縮放';this.style.cursor='hand'}"onclick="if(!this.resized){returntrue;}else{window.open('http://u.dianyuan.com/bbs/u/48/1166431319.jpg');}"onmousewheel="returnimgzoom(this);">這是正弦信號(hào)輸出點(diǎn)的波形
500) {this.resized=true; this.width=500; this.alt='這是一張縮略圖,點(diǎn)擊可放大。\n按住CTRL,滾動(dòng)鼠標(biāo)滾輪可自由縮放';this.style.cursor='hand'}" onclick="if(!this.resized) {return true;} else {window.open('http://u.dianyuan.com/bbs/u/48/1166592640.jpg');}" onmousewheel="return imgzoom(this);">
這是幅度由70%到100%,第一個(gè)周期有一點(diǎn)失真
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zst_neil
LV.3
29
2006-12-20 13:47
500) {this.resized=true; this.width=500; this.alt='這是一張縮略圖,點(diǎn)擊可放大。\n按住CTRL,滾動(dòng)鼠標(biāo)滾輪可自由縮放';this.style.cursor='hand'}" onclick="if(!this.resized) {return true;} else {window.open('http://u.dianyuan.com/bbs/u/48/1166593565.jpg');}" onmousewheel="return imgzoom(this);">
幅度從100%變到70%過0點(diǎn)切換幾乎無切換痕跡
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zst_neil
LV.3
30
2006-12-20 21:55
我的設(shè)計(jì)和sa838類似(當(dāng)然精度沒有它高),但控制更簡(jiǎn)單,價(jià)格也便宜許多,并且目前可以找到.我隨后給出芯片的說明書,和應(yīng)用電路
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w-sheep
LV.1
31
2007-01-06 00:58
你在哪里流片啊?
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