简述SPWM算法中的"自然采样法"与规则采样法“的区别

自然采样法是在正弦波和三角波的自然交点处控制功率开关的通断。所得到的SPWM波很接近正弦波，但这种方法要求解复杂的超越方程，采用微机控制技术时需花费大量的计算时间，难以在实时控制中在线计算，因而使用较少。

规则采样法是一种在采用微机实现时实用的PWM波形生成方法。规则采样法是在自然采样法的基础上得出的。规则采样法的基本思路是：取三角波载波两个正峰值之间为一个采样周期。使每个PWM脉冲的中点和三角波一周期的中点（即负峰点）重合，在三角波的负峰时刻对正弦信号波采样而得到正弦波的值，用幅值与该正弦波值相等的一条水平直线近似代替正弦信号波，用该直线与三角波载波的交点代替正弦波与载波的交点，即可得出控制功率开关器件通断的时刻。比起自然采样法，规则采样法的计算非常简单，计算量大大减少，而效果接近自然采样法，得到的SPWM波形仍然很接近正弦波，克服了自然采样法难以在实时控制中在线计算，在工程中实际应用不多的缺点。

下面是一个简单的用 C 语言实现采样正弦波的示例代码：

cCopy code#include <stdio.h>#include <math.h>#define PI 3.14159265358979323846int main(){int sample_rate = 20000000 // 采样率

int signal_freq = 1250000 // 模拟信号频率

int num_samples = 100 // 采样点数量

double t, signal, carrier, modulated int i, j // 生成载波

double carrier_freq = signal_freq * 16// 载波频率为信号频率的16倍

for (i = 0i <num_samplesi++)

{

t = (double)i / sample_rate // 当前时间

carrier = sin(2 * PI * carrier_freq * t)// 正弦波形式的载波

modulated = 0.0 // 采样信号并进行调制

for (j = 0j <sample_rate / signal_freqj++)

{

signal = sin(2 * PI * signal_freq * t)// 正弦波形式的模拟信号

modulated += signal * carrier

t += 1.0 / sample_rate // 更新时间

}printf("%f\n", modulated)// 输出调制后的采样点

}return 0

}

在上面的代码中，我们先生成了一个频率为 1.25MHz 的模拟信号，然后以其 16 倍的频率（20MHz）生成了一个正弦波形式的载波，并将其与模拟信号进行调制后进行采样。由于采样点数量为 100，因此输出了 100 个调制后的采样点。

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