z07_信号细分和辩向电路.ppt

上节课内容回顾 Q:什么是振铃现象？如何抑制这种现象？ A:振铃现象：若被测信号上叠加一定干扰信号，当输入信号接近门限电平时，比较器发生误翻转和振荡的现象。 克服办法：增加一定正反馈，构成滞回比较电路。 Q:电压比较电路有几种结构类型，分别阐述它们的特点及应用。 A:单限比较(差动式、求和式)：单门限，单跳变，如开关控制； 滞回比较：双门限，单跳变。抗干扰 窗口比较：双门限，双跳变。如“窗口”检测。 Q:电压频率转换电路有几种结构类型？集成V/f转换器大多采用哪种结构作为基本电路结构？试阐述其工作原理。 A:有积分复原式和电荷平衡式V/f转换电路。电荷平衡式V/f转换电路主要是基于电路中电容充、放电的电荷量相等，得到充放电时间与输入电压关系。 Q:解释书中P168页“在信号转换时，为保证一定转换精度和较大适用范围，要求I/V转换器有低的输入阻抗及输出阻抗,V/I转换器有高的输入阻抗及输出阻抗。” 7. 信号细分与辨向电路 本章电路针对信号：测控系统中应用广泛的线位移信号和转动信号。例如来自光栅、感应同步器、磁栅、容栅、激光干涉仪等信号的细分。 此类信号共同点：信号具有周期性，信号每变化一个周期就对应着空间上一个固定位移量。 细分的基本原理：根据周期性测量信号的波形、幅值或者相位的变化规律，在一个周期内进行插补，从而获得优于一个信号周期的更高的分辨力。 什么是辨向？ 由A前进至C与由A后退至B信号变化情况相同 由E前进与由D后退信号变化情况相同 难以根据单一信号辨向 为了辨向常需要两路信号 7. 信号细分与辨向电路 优点: 具有良好的动态特性,应用广泛 缺点: 细分数越高所需的元器件数目也成比例地增加，使电路变得复杂，因此电阻链细分主要用于细分数不高的场合。 再细分 在1、4、5、8卦限用|tgθ|，在2、3、6、7卦限用|ctgθ|。 上述卦限中的|tgθ|值或|ctgθ|值在0到l之间变化，因而可用0°--45°间的|tgθ|值或|ctgθ|值来表示。 计算机中固化一个表，如果每卦细分数为N，则用N个存储单元固化0°--45°间N个正切值。 量化细分技术优缺点比较 优点：利用判别卦限和查表实现细分，相对来说减少了计算机运算时间；通过修改程序和正切表，很容易实现高的细分数。 缺点：这种细分方法由于还需要进行软件查表，细分速度慢，主要用于输入信号频率不高或静态测量中。 (三）测量速度 正向运动时Ud滞后于Uj，在Ux=1期间以加倍的速度进脉冲，只用一半的时间就提前翻转，一个周期内只能使?? ＝?j-?d减小至?? /2。第二周期又产生??，相位差扩大为(??/2)+??，经跟踪留下(??/2+??)/2；第三周期又产生??，经跟踪留下??+(??/2+??)/2；最终相位差扩大为 为了实现n细分，变压器需要n个抽头。为减少抽头简化供电方式。采用变形正余弦激磁电压后后半周期，输出信号e变号，需要在辨向中注意。 为进一步减少抽头，把180?先按?=18?等分为10份，再把18?按?=1.8?等分为10份，令?d＝A?＋B? 调宽脉冲波的波形分析 调宽脉冲波的波形分析 调宽脉冲波的波形分析 思考题与习题 7-1 7-3 7-5 图7-31为一单稳辨向电路，输入信号A、B为相位差90?的方波信号，分析其辨向原理，并分别就A导前B 90?、B导前A 90?的情况，画出A?、Uo1、Uo2的波形。 7. 信号细分与辨向电路 7.2 平衡补偿式细分 7.2.3 脉冲调宽型幅值跟踪细分 移相脉冲Md 计数脉冲Ms 鉴幅辨 控制电路 放大滤 感应 同步器 显示电路 数字函数 发生器 e θ θ j d 波电路 向电路 us1、uc1在定尺上感应的电动势 基波分量 7. 信号细分与辨向电路 7.2 平衡补偿式细分 7.2.3 脉冲调宽型幅值跟踪细分 2?d 2?d ??d a）对称展宽 b）非对称展宽 ??d ??d ??d ??d ??d 多进脉冲 提前翻转 少进脉冲 延后翻转 少进脉冲 延后翻转 多进脉冲 提前翻转 多进脉冲 提前翻转 少进脉冲 延后翻转 7. 信号细分与辨向电路 7.2 平衡补偿式细分 7.2.3 脉冲调宽型幅值跟踪细分 a) 电路图 DF3 DG2 Fx 1J R 1K C1 1J R 1K C1 1J R 1K C1 1J R 1K C1 =1 =1 n/8分频器 二分频器 二分频器 n/8分频器 Md Md f0 Fx Q1 Q2 Q3 Q4 UA UB U12 U1 U2 U22 DF1 DF2 DF4 DG1 e未超门槛，Md=0, DF2、DF4四分频