低頻率數(shù)字相位差測(cè)量?jī)x設(shè)計(jì)論文-文庫(kù)吧
2025-01-03 15:24 本頁面
【正文】 路，安裝調(diào)試或仿真，分析實(shí)驗(yàn)結(jié)果，并寫出設(shè)計(jì)說明書。要求圖紙布局合理，符合工程要求，所有的器件的選擇要有計(jì)算依據(jù)。二、設(shè)計(jì)方案概述根椐設(shè)計(jì)任務(wù)書的要求，我們參考了一些相關(guān)資料書，經(jīng)過小組的討論分析，提出了方案：相位測(cè)量?jī)x是利用鎖相環(huán)PLL（Phase Lock Loop）技術(shù)組成相位差測(cè)量?jī)x?；鶞?zhǔn)信號(hào)與待測(cè)信號(hào)進(jìn)行異或后的信號(hào)作為計(jì)數(shù)器的閘門控制信號(hào)來控制計(jì)數(shù)器，使計(jì)數(shù)器在待測(cè)信號(hào)與基準(zhǔn)信號(hào)之間的相位差間計(jì)數(shù)，則計(jì)數(shù)器計(jì)出來的數(shù)值則為待測(cè)信號(hào)與基準(zhǔn)信號(hào)間的相位差。數(shù)字頻率計(jì)實(shí)際上就是一個(gè)脈沖計(jì)數(shù)器,即在單位時(shí)間里(如1S)`晶體振蕩器`分頻器及量程選擇開關(guān)`門控電路`閘門`,把被測(cè)信號(hào)(以正弦波為例)通過放大`整形電路將其轉(zhuǎn)換成同頻率的脈沖信號(hào),只有在門控電路的輸入高電平的時(shí)間T是非常準(zhǔn)確的,使計(jì)數(shù)器按照一定的工作程序進(jìn)行有條理的工作(例如準(zhǔn)備計(jì)數(shù)顯示清零準(zhǔn)備下一次測(cè)量).三、系統(tǒng)的組成（一） 總體框圖（）低頻數(shù)字相位差、頻率測(cè)量?jī)x的組成框圖（二）移相網(wǎng)絡(luò)部分() 移相網(wǎng)絡(luò)是由二節(jié)RC超前或滯后移相網(wǎng)絡(luò)、集成運(yùn)算放放大器組成的電壓跟隨器和運(yùn)放組成的。一節(jié)RC電路如圖所示。由它的相量圖可知超一個(gè)相角φ，當(dāng)f →0時(shí)，φ→90176。；f →∞時(shí)，φ→0。這說明：一節(jié)RC電路最大相移不超過90176。，不能滿足相位平衡條件。若兩節(jié)RC電路最大相移雖可接近180176。，但此時(shí)頻率必須很低，從而容抗很大，致使輸出電壓接近于零，所以本電路又加了電壓跟隨器和放大器。 RC移相器，具有電路簡(jiǎn)單，經(jīng)濟(jì)方便等優(yōu)點(diǎn)，但選頻作用較差，振幅不夠穩(wěn)定，頻率調(diào)節(jié)不便，因此一般用于頻率固定、穩(wěn)定性要求不高的場(chǎng)合。移相網(wǎng)絡(luò)電路由于不同的頻率輸入要達(dá)到準(zhǔn)確的移相，電阻和電容的參數(shù)就要改變才能使RC正常移相。本電路電路調(diào)試了三組參數(shù)分別為100HZ、500HZ、1KHZ。其計(jì)數(shù)公式：，得本電路是通過撥碼開關(guān)對(duì)相位計(jì)的量程的進(jìn)行轉(zhuǎn)換的，調(diào)整電位器R7即可對(duì)輸入信號(hào)進(jìn)行如上圖所示，R7的下端電壓為：，為輸入信號(hào)，為輸入信號(hào)的角頻率。（三）相位測(cè)量部分目前廣泛使用的是直接式數(shù)字相位計(jì),其原理如圖所示,被測(cè)信號(hào)U1,U2分別經(jīng)過過零比較器1和2,使得信號(hào)由負(fù)到正通過零點(diǎn)時(shí)產(chǎn)生一個(gè)脈沖信號(hào),由這兩個(gè)脈沖信號(hào)控制RS觸發(fā)器的工作狀態(tài),使RS觸發(fā)器給出一個(gè)脈沖寬度等于兩個(gè)被測(cè)信號(hào)間時(shí)延T的矩形波,用這個(gè)矩形波作為與門的門控信號(hào),控制標(biāo)準(zhǔn)脈沖的個(gè)數(shù),由計(jì)數(shù)器記錄通過與門的標(biāo)準(zhǔn)脈沖數(shù). 設(shè)標(biāo)準(zhǔn)脈沖周期為TS,并以與開啟1秒種作為計(jì)時(shí)標(biāo)準(zhǔn),即與門開通1秒種相當(dāng)于兩信號(hào)的相位差為3600,此時(shí),計(jì)數(shù)器的計(jì)數(shù)值為1/,則被測(cè)信事情一周期內(nèi)與門開通的時(shí)間為兩被測(cè)信號(hào)的時(shí)延T,那么1秒內(nèi)與門開通的總時(shí)間為 rt=1/TX*τ而1秒內(nèi)計(jì)數(shù)器的計(jì)數(shù)值N為 N=rt/TS=τ/TX*Ts 則兩被測(cè)信號(hào)間的時(shí)延T為 τ=N*TX*TS則兩被測(cè)信號(hào)間的相位差為 rφ=τ/TX*3600=N*TS*3600最后由譯碼顯示
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