一種位移檢測的鎖相細分法的製作方法

2023-08-13 21:35:26 1

專利名稱：一種位移檢測的鎖相細分法的製作方法
技術領域：
本發明涉及一種基於反饋採樣的鎖相細分方法，適用於位移測量，信號轉換，倍頻細分，鎖相跟蹤，精密顯示等技術領域。
背景技術：
目前，鎖相技術領域多為集成電路技術，雖有體積小，能耗低等特點，但其靈活性差，調整不便，電源電壓和輸出功率受限制等不足之處，影響鎖相技術的應用和擴展。

發明內容
本發明所解決的技術問題是，提出了一種結構簡單，使用靈活，調整方便，特別是適應電源電壓範圍寬的鎖相跟蹤方法。根據本發明的技術方案之一是電路組成框圖本鎖相細分的電路方框圖，包括由方波電路，積分電路，採樣保持電路，以及控制電壓形成電路所組成的鑑相器電路；電壓放大的受控振蕩器電路；選定倍數的分頻器電路。如圖1所示。根據本發明的技術方案之二是電路原理結構所述方案中的方波形成電路，包括電阻器R1、R2，電容器C1、C3，集成運放ICl ；積分電路，包括電阻器R3，電容器C2 ；採樣保持電路，包括電晶體Tl、T2，電阻器R5、R6、R7、R8、R9，電容器C4、C5、C6 ；控制電壓形成電路， 包括電阻器R4，集成運放IC2，二極體Dl ；受控振蕩器電路，包括集成邏輯門電路IC3、IC4， 電晶體T3，電阻器RIO、Rl 1、R12，電容器C7、C8 ；分頻器電路，包括集成邏輯電路IC5、IC6 等。如圖2所示。


圖1是基於反饋採樣鎖相細分方法的組成方框圖。圖2是基於反饋採樣鎖相細分方法的原理結構圖。
具體實施例方式如圖1所示，本發明技術的電路方框，包括由方波形成電路，積分電路，採樣保持電路，控制電壓電路，組成的鑑相器方框圖；受控振蕩器方框圖和分頻器方框圖。如圖2所示，本發明技術的電路原理為1. 一定頻率的測量信號電壓加到方波電路ICl的輸入端，則在其輸出端產生與輸入信號頻率相同的方波電壓。2.方波電壓輸入到由R3、C2組成的積分電路，則在C2上產生與方波電壓同頻率的三角波電壓。3.三角波通過採樣保持電Tl、C4加入到控制電壓形成電路IC2的輸入端，則在其輸出端上將產生與輸入電壓頻率變化量Afi成比例的控制電壓。4.控制電壓加入到受控振蕩器電路IC3、IC4的輸入端，則改變振蕩器的輸出電壓頻率，並使其振蕩輸出電壓的頻率為輸入測量電壓頻率的η倍。 5.振蕩器電路的輸出電壓加到分頻器的輸入端，經過η倍分頻後，則在分頻器電路IC5的輸出端產生與輸入測量信號同頻率的反饋採樣控制電壓，用以調控採樣電壓的頻率，使得振蕩器的輸出電壓信號與被測電壓信號始終保持鎖相跟蹤的狀態。於是達到對被測信號電壓的細分目的。
權利要求
1.一種位移檢測的鎖相細分方法，是將檢測的計數脈衝進行細分處理的方法，包括 方波形成電路，積分電路，控制電壓電路，受控振蕩電路，分頻電路和採樣開關電路。以上所述方法的特徵在於輸入的計數脈衝電壓，在波形變換電路的輸出端形成方波電壓，而積分電路將方波電壓變換為同頻率的三角波電壓；三角波電壓使得控制電路的輸出電壓隨輸入電壓的頻率增量而變化。因此，受控振蕩器的輸出電壓頻率也產生對應的增量變化，以保持對輸入電壓頻率的細分作用。同時，振蕩電路的輸出脈衝又經過選定的分頻係數分頻後，控制採樣開關的動作，以達到細分的脈衝電壓與輸入計數的脈衝電壓鎖相跟蹤的目的。
2.根據權利要求1的鎖相細分方法，其特徵在於所述方法中，鎖相環節是由一個採樣開關控制的反饋電路實現的。包括運放電路IC2，二極體D1，採樣開關Tl和反相驅動電路 T2。分頻後的反饋控制信號通過C5、C6耦合傳輸。
3.根據權利要求1的鎖相細分方法，其特徵在於所述方法中，受控振蕩器由R10、R11、 R12、C7、C8，以及集成電路IC3、IC4、T3組成。
4.根據權利要求1的鎖相細分方法，其特徵在於所述方法中，有計數器IC5構成選定倍數的分頻電路，其細分倍數η可為10到1000倍。
全文摘要
本發明公布了一種用於位移檢測中的鎖相倍頻細分方法，包括一個積分電路，控制電壓電路，以及受控振蕩電路和分頻電路。當一定頻率的輸入脈衝電壓信號fi加入到IC1的輸入端時在積分器的輸出端將形成同頻率的三角波電壓，在採樣開關T1的作用下，控制電壓電路IC2輸出合適的控制電壓，從而改變受控振蕩電路輸出電壓的頻率fo，並使該頻率fo始終大於輸入電壓的頻率fi。同時，振蕩電路的輸出脈衝電壓又通過分頻電路的適當分頻後，由採樣開關反饋到控制電壓電路，用以調節IC2的輸出電壓，最終實現振蕩輸出電壓對輸入電壓的自動細分與鎖相跟蹤狀態。本方法中的電路簡單，成本低廉，特別易於調整，應用靈活，穩定可靠。
文檔編號G01B7/02GK102497203SQ201110394460
公開日2012年6月13日 申請日期2011年12月2日 優先權日2011年12月2日
發明者陶桓齊 申請人:武漢紡織大學