高精度過零時間同步器的製造方法
2023-05-11 16:04:11
高精度過零時間同步器的製造方法
【專利摘要】一種高精度過零時間同步器，它具有：對輸入信號的高頻雜波進行濾除的濾波耦合電路；過零檢測電路,該電路的輸入端接濾波耦合電路；整形電路，該電路的輸入端接過零檢測電路；電壓變換電路，該電路的輸入端接整形電路；數字移相器，該電路的輸入端接電壓變換電路。本實用新型具有結構簡單、體積小、低功耗、效率高、工作可靠等優點。
【專利說明】高精度過零時間同步器
【技術領域】
[0001]本實用新型屬於精密時間測量【技術領域】，具體涉及到時間同步的控制裝置。
【背景技術】
[0002]時間測量與同步技術是電子技術的重要組成部分，在航空航天、定位導航、深空跟蹤、信息技術、電力、交通運輸、計量測試等領域得到了廣泛應用；時間測量對基礎科學研究同樣意義深遠，過零時間同步器是時間信息編解碼與同步的重要組成部分，也是影響時間同步穩定性及精度的關鍵。
[0003]現有過零時間同步器技術存在的主要問題有:過零同步精度偏低，過零同步不太穩定，過零同步不能移相或雖能移相但移相解析度偏低。
【發明內容】
[0004]本實用新型所要解決的技術問題在於克服現有技術的缺點，提供一種結構簡單、體積小、低功耗、高效率、運行可靠的高精度過零時間同步器。
[0005]解決上述技術問題所採用的技術方案是它具有:對輸入信號的高頻雜波進行濾除的濾波耦合電路；過零檢測電路，該電路的輸入端接濾波耦合電路；整形電路，該電路的輸入端接過零檢測電路；電壓變換電路，該電路的輸入端接整形電路；數字移相器，該電路的輸入端接電壓變換電路。
[0006]本實用新型的過零檢測電路為:集成電路Ul的反相輸入端2腳接電阻Rl的另一端、同相輸入端3腳接電阻R2的另一端並通過電阻R3接輸出端、8腳接電容C4的一端和12V電源正極、4腳接電容C5的一端和12V電源負極，電容C4和電容C5的另一端接地，集成電路Ul的輸出端接整形電路的集成電路U2的同相輸入端；集成電路Ul的型號為LF353-1。
[0007]本實用新型採用了高輸入阻抗、高速運放電路，減小了對輸入信號的吸收與影響，提高了電路的反應靈敏度，提高了過零的同步精度，採用了電源濾波、輸入信號濾波電路；採用了再觸發遲滯電路措施，避免了過零誤觸發、抖動等現象，提高了過零同步的穩定性，採用大規模CPLD技術，在IOMHz頻率基準信號作用下，增加了數字移相器單元，具有移相功能。移相解析度為100ns，範圍為±ls。移相可以根據需要在一定範圍內任意設置和改變。本實用新型具有結構簡單、體積小、低功耗、效率高、工作可靠等優點。
【專利附圖】
【附圖說明】
[0008]圖1是本實用新型的電氣原理方框圖。
[0009]圖2是本實用新型的電子線路原理圖。
【具體實施方式】
[0010]下面結合附圖和實施例對本實用新型進一步詳細說明，但本實用新型不限於這些實施例。[0011]實施例1
[0012]在圖1中，本實用新型由濾波耦合電路、過零檢測電路、整形電路、電壓變換電路、數字移相器連接構成。濾波耦合電路的輸出端接過零檢測電路，過零檢測電路的輸出端接整形電路，整形電路的輸出端接電壓變換電路，電壓變換電路的輸出端接數字移相器。
[0013]在圖2中，本實施例的的濾波耦合電路由電容Cl?電容C3，電阻R1、電阻R2連接構成。外部50?ΙΚΗΖΙΟνρρ正弦信號由電容Cl和電容C2的一端輸入，電容Cl的另一端接電容C3的一端並通過電阻Rl接過零檢測電路，電容C2的另一端接電容C3的另一端並通過電阻Rl接過零檢測電路。濾波耦合電路對輸入信號的高頻雜波進行濾除。
[0014]本實施例的過零檢測電路由集成電路Ul、電阻R3、電容C4、電容C5連接構成，集成電路Ul的型號為LF353-1。集成電路Ul的反相輸入端2腳接電阻Rl的另一端、同相輸入端3腳接電阻R2的另一端並通過電阻R3接輸出端、8腳接電容C4的一端和12V電源正極、4腳接電容C5的一端和12V電源負極，電容C4和電容C5的另一端接地，集成電路Ul的輸出端接整形電路。過零檢測電路保證過零時間同步精度和穩定度。
[0015]本實施例的整形電路由集成電路U2構成，集成電路U2的型號為LF353-2。集成電路U2的同相輸入端5腳接集成電路Ul的輸出端I腳、反相輸入端6腳接輸出端7腳、輸出端7腳接電壓變換電路。整形電路進一步提高前沿的陡峭程度，改善過零精度，提高同步性倉泛。
[0016]本實施例的電壓變換電路由集成電路U3、電阻R4、電容C6?電容C9連接構成，集成電路U3的型號為LM211。集成電路U3的同相輸入端2腳接電容C6的一端和集成電路U2的輸出端7腳、反相輸入端3腳接電容C6的另一端和地、8腳接電容C7和電容C8的一端以及5V電源正極、4腳接電容C9的一端和12V電源負極、輸出端7腳接數字移相器並通過電阻R4接地，電容C7、電容C8、電容C9的另一端接地。電壓變換電路將輸出的擺幅為±12V的信號變換為TTL/5V信號，進一步提高信號的前沿的陡峭程度。
[0017]本實施例的數字移相器由集成電路U4構成，集成電路U4的型號為EPM3064ATI1000-10ο集成電路U4的一輸入端接集成電路U3的輸出端7腳、IOMHz基準信號由集成電路U4的另一輸入端輸入，集成電路U4的輸出端輸出同步信號。數字移相器校準過零輸出信號的準確度。
[0018]本實用新型的工作原理如下:
[0019]輸入的頻率為50?ΙΚΗζ、幅度為IOVpp的正弦信號經Cl、Rl和C2、R2分壓耦合輸入集成電路U1，電容C3是濾波電容。經分壓耦合後的頻率信號輸出到集成電路U1，電阻R3與集成電路Ul的輸入輸出相連，構成正反饋電路，用於抑制抖動，確保過零檢測的穩定性，經抑制抖動後的頻率信號輸出到集成電路U2，電容C4、電容C5是電源濾波電容。集成電路U2進一步提高了頻率信號前沿的陡峭程度，改善了過零精度，提高同步性能，輸出到集成電路U3。集成電路U3將輸入擺幅為土 12V的信號變換為TTL/5V信號，為後面移相做準備，同時對提高前沿的陡峭程度有所幫助。由於信號的傳播以及器件的反應都有延遲存在，直接輸出的過零信號都有一定的延遲，而且這一延遲時間是固定的，集成電路U4以輸入的IOMHz頻率基準信號為基準，校準過零輸出信號的準確度，輸入一路與過零信號同步的IOKHz方波信號。
【權利要求】
1.一種高精度過零時間同步器，其特徵在於它具有: 對輸入信號的高頻雜波進行濾除的濾波耦合電路； 過零檢測電路，該電路的輸入端接濾波耦合電路； 整形電路，該電路的輸入端接過零檢測電路； 電壓變換電路，該電路的輸入端接整形電路； 數字移相器，該電路的輸入端接電壓變換電路。
2.根據權利要求1所述高精度過零時間同步器，其特徵在於所述的過零檢測電路為:集成電路Ul的反相輸入端2腳接電阻Rl的另一端、同相輸入端3腳接電阻R2的另一端並通過電阻R3接輸出端、8腳接電容C4的一端和12V電源正極、4腳接電容C5的一端和12V電源負極，電容C4和電容C5的另一端接地，集成電路Ul的輸出端接整形電路的集成電路U2的同相輸入端；集成電路Ul的型號為LF353-1。
【文檔編號】H03K5/00GK203632632SQ201320883477
【公開日】2014年6月4日 申請日期:2013年12月28日 優先權日:2013年12月28日
【發明者】樊戰友, 卜振東, 楊劍青, 樊松濤 申請人:中國科學院國家授時中心