基於fpga的硬體鑑相電路的製作方法

2023-10-07 02:55:04

專利名稱：基於fpga的硬體鑑相電路的製作方法
技術領域：
本實用新型涉及一種測量技術，特別涉及一種基於FPGA的硬體鑑相電路。
背景技術：
目前，基於FPGA的鑑相電路一般有兩種方法，均採用兩路輸出一種是一路輸出方向，一路輸出脈衝；另一種是一路輸出正向脈衝，一路輸出反向脈衝。電路設計相對複雜， 電路輸出不夠簡化。
發明內容本實用新型是針對光電角位置傳感器FPGA的倍頻電路複雜的問題，提出了一種基於FPGA的硬體鑑相電路，將兩路信號的相位差大小和方向同時作為一路信號輸出，簡化輸出，優化電路。本實用新型的技術方案為一種基於FPGA的硬體鑑相電路，包括四個非門、四個與非門和兩個D觸發器，兩個輸入信號端分別連接至第一非門的輸入端1腳和第二非門的輸入端1腳，第一非門的輸出端2腳連接至與第二非門的輸入端2腳，與第一非門的輸出端 3腳分別連接至與第三非門的輸入端1腳和第一 D觸發器的置1端3腳，第一 D觸發器的輸入端1腳和時鐘輸入端2腳連接至地端GND，第一 D觸發器的輸出端4腳分別連接至第三非門的輸入端1腳和與第三非門的輸入端2腳，與第三非門的輸出端3腳連接至第二 D觸發器的置1端3腳，第二 D觸發器的輸入端1腳和時鐘輸入端2腳連接至地端GND，第二 D 觸發器的輸出端4腳分別連接至第四非門的輸入端1腳、與第二非門的輸入端2腳和輸出端子EPD，第四非門的輸出端2腳連接至與第一非門的輸入端1腳，第二非門的輸出端2腳連接至與第二非門的輸入端1腳，與第二非門的輸出端3腳分別連接至第一 D觸發器的清零端5腳和與第四非門的輸入端2腳，與第四非門的輸入端1腳連接至第三非門的輸出端 2腳，與第四非門的輸出端3腳連接至第二 D觸發器的清零端5腳。本實用新型的有益效果在於本實用新型基於FPGA的硬體鑑相電路，將兩路信號的相位差大小和方向作為一路信號輸出，簡化輸出，具有結構簡單、設計巧妙、穩定性好的優點。

圖1為本實用新型基於FPGA的硬體鑑相電路圖。
具體實施方式
如圖1所示，一種基於FPGA的硬體鑑相電路，輸入信號端子PA、PB分別連接至非門Al的輸入端1和非門A2的輸入端1，非門Al的輸出端2連接至與非門Bl的輸入端2， 與非門Bl的輸出端3分別連接至與非門B3的輸入端1和D觸發器Cl的置1端3，D觸發器Cl的輸入端1和時鐘輸入端2連接至地端GND，D觸發器Cl的輸出端4分別連接至非門A3的輸入端1和與非門B3的輸入端2，與非門B3的輸出端3連接至D觸發器C2的置1端 3，D觸發器C2的輸入端1和時鐘輸入端2連接至地端GND，D觸發器C2的輸出端4分別連接至非門A4的輸入端1、與非門B2的輸入端2和輸出端子EPD，非門A4的輸出端2連接至與非門Bl的輸入端1，非門A2的輸出端2連接至與非門B2的輸入端1，與非門B2的輸出端3分別連接至D觸發器Cl的清零端5和與非門B4的輸入端2，與非門B4的輸入端1連接至非門A3的輸出端2，與非門B4的輸出端3連接至D觸發器C2的清零端5。 所有電路功能單元均有FPGA內部邏輯門組合實現，並可通過軟體編程修改。只有一路輸出，其中，既包括兩路信號的相位差大小，又包括相位差方向，方向上的正負對應信號超前和信號滯後兩種情況。當兩路信號超前、滯後不固定時，此電路無法準確提取兩路信號的相位差。但通過調整兩路信號的初相位差，使之等於180度，即可有效地保證超前、滯後固定，從而利用該鑑相電路準確提取出兩路信號的相位差大小和方向。
權利要求1. 一種基於FPGA的硬體鑑相電路，其特徵在於，包括四個非門、四個與非門和兩個D觸發器，兩個輸入信號端分別連接至第一非門的輸入端1腳和第二非門的輸入端1腳，第一非門的輸出端2腳連接至與第二非門的輸入端2腳，與第一非門的輸出端3腳分別連接至與第三非門的輸入端1腳和第一 D觸發器的置1端3腳，第一 D觸發器的輸入端1腳和時鐘輸入端2腳連接至地端GND，第一 D觸發器的輸出端4腳分別連接至第三非門的輸入端1腳和與第三非門的輸入端2腳，與第三非門的輸出端3腳連接至第二 D觸發器的置1端3腳， 第二 D觸發器的輸入端1腳和時鐘輸入端2腳連接至地端GND，第二 D觸發器的輸出端4腳分別連接至第四非門的輸入端1腳、與第二非門的輸入端2腳和輸出端子EPD，第四非門的輸出端2腳連接至與第一非門的輸入端1腳，第二非門的輸出端2腳連接至與第二非門的輸入端1腳，與第二非門的輸出端3腳分別連接至第一 D觸發器的清零端5腳和與第四非門的輸入端2腳，與第四非門的輸入端1腳連接至第三非門的輸出端2腳，與第四非門的輸出端3腳連接至第二 D觸發器的清零端5腳。
專利摘要本實用新型涉及一種基於FPGA的硬體鑑相電路，其中包括兩個D觸發器，四個與非門和四個非門；所有電路功能單元均有FPGA內部邏輯門組合實現，並可通過軟體編程修改。只有一路輸出，其中，既包括兩路信號的相位差大小，又包括相位差方向，方向上的正負對應信號超前和信號滯後兩種情況。當兩路信號超前、滯後不固定時，此電路無法準確提取兩路信號的相位差。但通過調整兩路信號的初相位差，使之等於180度，即可有效地保證超前、滯後固定，從而利用該鑑相電路準確提取出兩路信號的相位差大小和方向。本發明具有結構簡單、設計巧妙、穩定性好的優點，在FPGA應用中使用本發明的電路，能夠快速、準確地鑑出兩路信號的相位差。
文檔編號H03K5/125GK202309650SQ201120458628
公開日2012年7月4日 申請日期2011年11月18日 優先權日2011年11月18日
發明者倪昔東, 吉小軍, 徐姝菁, 朱俊, 林靜, 蔡怡 申請人:中國船舶重工集團公司第七0四研究所