信号细分与辨向.pptVIP

鉴相电路移位脉冲门显示电路移相脉冲?j-?d?d放大整形相对相位基准分频器umsin(?t+?j)图7－12相位跟踪细分框图1确定偏差信号?j-?d是否超过门槛；2输出与偏差信号相对应的方波脉宽信号4鉴相电路如下图所示。此鉴相电路没有门槛，会有在平衡点附近振摆跟踪的问题。3确定?j与?d的导前、滞后关系，以确定滑尺移动方向，也就是辨向。鉴相电路要做三方面的工作：2.鉴相电路这是一种锁相式数字频率合成技术，用来实现测量信号的n倍频，以实现n细分。此系统也叫锁相倍频器。图7-29为此细分系统的原理图。此系统由四个主要部件——鉴相器、环路滤波器、压控振荡器和n分频器组成。n分频器是反馈环节,也是细分环节，它将fo进行n分频，分频后的信号在鉴相器中与输入信号fi进行相位比较，鉴相器输出一个误差电压，经环路滤波器抑制其中的高频成分和噪声后，输出电压Uc。压控振荡器受Uc的控制，使其振荡频率fo向nfi趋近，当fo=nfi时，环路达到平衡而锁定，这样fo与fi之间就实现了n倍频。****锁相倍频器对输入信号的角频率的稳定性要求相当高，虽然它能够对输入信号相位变化进行跟踪，但它是一个有差系统，当fi发生变化后，为使fo/n能跟踪fi的变化，必须要求压控振荡器的控制电压Uc发生变化，也就是说fi与fo/n之间存在不同的相位差，这就是跟踪误差。锁相倍频器的优点是结构较简单，易于实现高的细分数，对信号失真度无严格要求。其缺点也很明显，对输入信号的角频率的稳定性要求高，而且输入信号只有一个，不能辨向，主要用于回转部件的角度与传动比等的测量，这时比较容易保持fi接近恒定。****第7章信号细分与辨向电路概述信号的共同特点：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。信号细分电路概念：信号细分电路又称插补器，是采用电路的手段对周期性的测量信号进行插值提高仪器分辨力。电路细分原因：测量电路通常采用对信号周期进行计数的方法实现对位移的测量，若单纯对信号的周期进行计数,则仪器的分辨力就是一个信号周期所对应的位移量。为了提高仪器的分辨力，就需要使用细分电路。细分的基本原理：根据周期性测量信号的波形、振幅或者相位的变化规律，在一个周期内进行插值，从而获得优于一个信号周期的更高的分辨力。010302辨向：由于位移传感器一般允许在正、反两个方向移动，在进行计数和细分电路的设计时往往要综合考虑辨向的问题。辨向电路的作用是判别测量运动方向或判别被测零件公差的正、负，并发出方向信号控制计数器计数做加或减运算，或平衡跟踪方向及显示符号的正、负。1细分电路分类：按工作原理，可分为直传式细分和平衡补偿式细分。2按所处理的信号可分为调制信号细分电路和非调制信号细分电路。细分的方法有机械细分、光学细分、电子细分和微机细分等。3数字式检测和计量仪器随着激光、光栅、磁栅感应同步器等技术的迅猛发展，数字式测量仪器也越来越多，特别是各种仪器电路与微机计算及处理技术紧密结合与应用，又促进了检测及计量仪器数字化。数字式电路不仅读数方便、客观、量程大，能较好地解决量程与分辨率的矛盾。易于集成化，抗干扰能力强，便于动态采样和记忆保存，便于与计算机联用。所以数字式检测及计量仪器得到广泛应用。细分电路是精密计量仪器的重要组成部分，它的功用是提高仪器的分辨率，同时使测量信号数字化。01数字式检测和计量仪器的信息获取，主要采用感应同步器、计量光栅、磁栅、激光等做测量标尺，提取直线或角度位置的检测和计量信息。同时为了提高检测装置的分辨率和确定移动方向。常采用细分和变向电路，且使测量信号数字化及显示。02随着科学技术的发展，要求读数值越来越小，如果靠进一步减小测量标尺刻度来减小读数值，要受到工艺等因素限制。要使位移信号每变化一个周期不是计一个数，而是计若干数，就要采用细分技术。一个周期计4个数叫4细分。在4细分情况下，栅距是4μm的光栅，可达到1μm的分辨率。在设计仪器时，要根据实际情况扬长避短，合理分配光、机、电、细分数的比例，提高仪器总的技术经济指标。用电路来完成细分任务叫电子细分，是本节要讲述的内容。直传式细分电路由若干环节串联而成。如下图所示。设细分电路的输入量为xi。系统末端为编码输出xo，中间环节中常有比较器，另一种中间环节完成信号的离散化和量化，这种环节称为细分机构。中间环节中还会有各种变换器。如波形变换器(正弦波变换为三角波等)，电信号参数变换器(相位差变换为脉宽等)。这些环节都依次向末端方向传递信息，这就是直传的意思。电路结构属于开环系统。总传函7.1直传式细分电路xi