張國雄版測控電路PPTChapter7-5-4

1、第七章 信號細分與辨向電路n概述n第一節(jié) 直傳式細分電路n第二節(jié) 平衡補償式細分電路 n信號細分電路概念：信號細分電路概念：信號細分電路又稱插補器信號細分電路又稱插補器是采用電路的手段對周期性的測量信號進行插值提高儀器分辨力n信號的共同特點： 信號具有周期性，信號每變化一個周期就對應(yīng)著空間上一個固定位移量概概 述述n電路細分原因：測量電路通常采用對信號周期進行計數(shù)的方測量電路通常采用對信號周期進行計數(shù)的方法實現(xiàn)對位移的測量法實現(xiàn)對位移的測量若單純對信號的周期進行計數(shù)若單純對信號的周期進行計數(shù), 則儀器的分則儀器的分辨力就是一個信號周期所對應(yīng)的位移量辨力就是一個信號周期所對應(yīng)的位移量為了提高儀器

2、的分辨力，就需要使用細分電為了提高儀器的分辨力，就需要使用細分電路路概概 述述概 述n細分的基本原理： 根據(jù)周期性測量信號的波形、振幅或者根據(jù)周期性測量信號的波形、振幅或者相位的變化規(guī)律，在一個周期內(nèi)進行相位的變化規(guī)律，在一個周期內(nèi)進行插插值，值，從而獲得優(yōu)于一個信號周期的更高從而獲得優(yōu)于一個信號周期的更高的分辨力的分辨力n辨向：辨向：由于位移傳感器一般允許在正、反兩個方向由于位移傳感器一般允許在正、反兩個方向移動，在進行計數(shù)和細分電路的設(shè)計時往往移動，在進行計數(shù)和細分電路的設(shè)計時往往要綜合考慮辨向的問題要綜合考慮辨向的問題概概 述述分類：n按工作原理，可分為直傳式細分和按工作原理，可分為直傳

3、式細分和平衡補償式細分平衡補償式細分n按所處理的信號可分為調(diào)制信號細按所處理的信號可分為調(diào)制信號細分電路和非調(diào)制信號細分電路分電路和非調(diào)制信號細分電路概述xi x1 xo K1 K2 Kmx1 x2Ks=K1K2K3Km 第一節(jié)第一節(jié) 直傳式細分電路直傳式細分電路p 直傳式細分電路由若干環(huán)節(jié)串聯(lián)而成，圖 p 輸入量為xi，一般是來自位移傳感器的周期信號，以一對正、余弦信號或者相移為90的兩路方波最為常見p 輸出xo有多種形式:有時為頻率更高的脈沖或模擬信號， 有時為可供計算機直接讀取的數(shù)字信號 p 中間環(huán)節(jié)完成從輸入到輸出的轉(zhuǎn)換，常由波形變換電路、比較器、模擬數(shù)字轉(zhuǎn)換器和邏輯電路等組成 p 各

4、個環(huán)節(jié)都依次向末端傳遞信息，這就是直傳的意思 p 電路的結(jié)構(gòu)屬于開環(huán)系統(tǒng)，系統(tǒng)總的靈敏度(也可稱傳遞函數(shù))K，為各個環(huán)節(jié)靈敏度Kj( j = lm)之積： K Ks s=K=K1 1K K2 2K K3 3KKmm第一節(jié)第一節(jié) 直傳式細分電路直傳式細分電路p 由于直傳系統(tǒng)信號單向傳遞，故越在前面的環(huán)節(jié)，其輸入變動量所引起的輸出的變動量越大p 要保持系統(tǒng)的精度必須穩(wěn)定各環(huán)節(jié)的靈敏度，特別是減少靠近輸入端的環(huán)節(jié)的誤差p 一般來說，直傳系統(tǒng)抗干擾能力較差，其精度低于平衡補償系統(tǒng)p 但由于直傳系統(tǒng)沒有反饋比較過程，電路結(jié)構(gòu)簡單、響應(yīng)速度快，故有著廣泛的應(yīng)用 第一節(jié)第一節(jié) 直傳式細分電路直傳式細分電路n

5、由于Ks的變化和xj的存在會使達到相同xo所需的xi值發(fā)生變化，亦即使細分點的位置發(fā)生變化 mjjjxKxKx1sisoKsj xo對xj的靈敏度, Ksj=Kj+1Km 第一節(jié)第一節(jié) 直傳式細分電路直傳式細分電路n缺點：直傳系統(tǒng)抗干擾能力較差，其精度低于平衡補償系統(tǒng)n優(yōu)點：直傳系統(tǒng)沒有反饋比較過程，電路結(jié)構(gòu)簡單、響應(yīng)速度快，有著廣泛的應(yīng)用 第一節(jié)第一節(jié) 直傳式細分電路直傳式細分電路n典型的細分電路典型的細分電路 四細分辨向電路四細分辨向電路 電阻鏈分相細分電阻鏈分相細分 微型計算機細分微型計算機細分 只讀存儲器細分只讀存儲器細分 第一節(jié)第一節(jié) 直傳式細分電路直傳式細分電路一、四細分辨向電路一

6、、四細分辨向電路n輸入信號：輸入信號：具有一定相位差具有一定相位差(通常為通常為90 )的兩路方波信號的兩路方波信號n細分的原理：細分的原理：基于基于2路方波在一個周期內(nèi)具有路方波在一個周期內(nèi)具有2個上升沿和個上升沿和2個個下降沿，通過對邊沿的處理實現(xiàn)下降沿，通過對邊沿的處理實現(xiàn)4細分細分n辨向：辨向：根據(jù)兩路方波相位的相對超前和滯后的關(guān)系作根據(jù)兩路方波相位的相對超前和滯后的關(guān)系作為判別依據(jù)為判別依據(jù) 一、單穩(wěn)四細分辨向電路一、單穩(wěn)四細分辨向電路 n原理：原理：利用單穩(wěn)提取兩路方波信號的邊沿實現(xiàn)利用單穩(wěn)提取兩路方波信號的邊沿實現(xiàn)四細分四細分圖7-2 單穩(wěn)四細分辨向電路 DG7&UO1D

7、G5UO2DG10R1&1&11A1DG1C1DG3R2DG2C2DG4DG8R3C3C4DG9R4DG6AABBBBBAAAA1BBBAAAABBB1正向AB圖7-2 單穩(wěn)四細分辨向電路 DG7&UO1DG5UO2DG10R1&1&11A1DG1C1DG3R2DG2C2DG4DG8R3C3C4DG9R4DG6AABBBBBAAAA1BBBAAAABBB1反向ABABUo1Uo2ABABUo1Uo2a) b)圖73l當(dāng)當(dāng)A發(fā)生正跳變時發(fā)生正跳變時，由非門由非門DG1、電阻、電阻R1、電容、電容C1和與門和與門DG3組成的單穩(wěn)組成的單穩(wěn)觸發(fā)器輸出窄脈沖信號

8、觸發(fā)器輸出窄脈沖信號A，此時，此時/B為高電平，與或非門為高電平，與或非門DG5 有計數(shù)脈沖輸出有計數(shù)脈沖輸出;由于由于B為低電平，與或非門為低電平，與或非門DG10無計數(shù)脈沖輸出無計數(shù)脈沖輸出l當(dāng)當(dāng)B發(fā)生正跳變時，發(fā)生正跳變時，由非門由非門DG6、電阻、電阻R3、電容、電容C3和與門和與門DG8組成的單穩(wěn)組成的單穩(wěn)觸發(fā)器輸出窄脈沖信號觸發(fā)器輸出窄脈沖信號B，此時，此時A為高電平，為高電平，DG5有計有計數(shù)脈沖輸出，數(shù)脈沖輸出， DG10仍無計數(shù)脈沖輸出仍無計數(shù)脈沖輸出l當(dāng)當(dāng)A發(fā)生負(fù)跳變時，發(fā)生負(fù)跳變時，由非門由非門DG2、電阻、電阻R2、電容、電容C2和與門和與門DG4組成的單穩(wěn)組成的單穩(wěn)觸

9、發(fā)器輸出窄脈沖信號觸發(fā)器輸出窄脈沖信號/A，此時，此時B為高電平，與或非門為高電平，與或非門DG5有計數(shù)脈沖輸出，有計數(shù)脈沖輸出， DG10無計數(shù)脈沖輸出無計數(shù)脈沖輸出l當(dāng)當(dāng)B發(fā)生負(fù)跳變時，發(fā)生負(fù)跳變時，由非門由非門DG5、電阻、電阻R4、電容、電容C4和與和與 DG9組成的單穩(wěn)觸組成的單穩(wěn)觸發(fā)器輸出窄脈沖信號發(fā)器輸出窄脈沖信號/B，此時，此時/A為高電平，為高電平，DG5有計有計數(shù)脈沖輸數(shù)脈沖輸 出，出， DG10無計數(shù)脈沖輸出無計數(shù)脈沖輸出在正向運動時，在正向運動時，DG5DG5在一個信號周期內(nèi)依次輸出在一個信號周期內(nèi)依次輸出AA、BB、/A/A、/B/B四個計數(shù)脈沖，實現(xiàn)了四細分四個計數(shù)

10、脈沖，實現(xiàn)了四細分n同樣的方法可以分析在傳感器反向運動時，同樣的方法可以分析在傳感器反向運動時，DG5無脈沖輸無脈沖輸出，出，DG10有四個脈沖輸出。同樣實現(xiàn)了四細分有四個脈沖輸出。同樣實現(xiàn)了四細分nDG5、DG10隨運動方向的改變交替輸出脈沖，隨運動方向的改變交替輸出脈沖，輸出信號輸出信號Uo1、Uo2可直接送入可逆計數(shù)器計數(shù)，可直接送入可逆計數(shù)器計數(shù)，實現(xiàn)辨向計數(shù)實現(xiàn)辨向計數(shù)n典型可逆計數(shù)器如典型可逆計數(shù)器如74LS194 HCTL-20XX系列四細分辨向電路 圖7-4 HCTL-20XX系列集成電路細分原理圖 CLKCK 數(shù)字濾波器施密特觸發(fā)器CH ACH B計數(shù)脈沖計數(shù)方向計數(shù)脈沖計數(shù)

11、方向Q0-Q11,15 四細分辨向電路 12/16位可逆計數(shù)器Q0-Q7Q0-Q11,15D0-D11,15INH12/16位 鎖存器B0-B7A0-A7 SEL OE888D0-D7細分脈沖計數(shù)方向級聯(lián)脈沖 U/D CNTCASHCTL-2020具有的功能多路切換器三態(tài)緩沖器SELOE禁止邏輯*HCTL-2000中A4-A7接地CNTDECRHCTL-20XX系列是HP公司生產(chǎn)的細分辨向電路 包括HCTL-2000、HCTL-2016和HCTL-2020三種功能相近的芯片，四細分和辨向功能具有抗干擾設(shè)計，并將可逆計數(shù)器設(shè)計在芯片上芯片的集成度高，可大大簡化外圍電路的設(shè)計 CLK為芯片外接工作

12、時鐘，經(jīng)施密特觸發(fā)器改善波形后成為CK,用作芯片內(nèi)部的時鐘 傳感器的兩方波信號輸入端CHA、CHB 為了提高芯片的抗干擾能力，輸入信號首先經(jīng)過施密特觸發(fā)器和數(shù)字濾波器的預(yù)處理預(yù)處處理后的信號經(jīng)四細分辨向電路產(chǎn)生一路計數(shù)脈沖和一路方向控制信號，它們被送入內(nèi)部可逆計數(shù)器 計數(shù)器為12位(HCTL-2000)或16位(HCTL-2016/2020） 計數(shù)值通常在CLK的上升沿被鎖存到后面的鎖存器，鎖存數(shù)據(jù)同樣為12位或者16位 為了能夠與常用的8位數(shù)據(jù)總線按口，12位或者16位鎖存數(shù)據(jù)又經(jīng)過一多 切換器轉(zhuǎn)換為高、低兩個8位字節(jié)，由SEL端控制分時輸出 切換器具有三態(tài)輸出緩沖機構(gòu)，可以直接掛在外部數(shù)據(jù)

13、總線上，由OE控制數(shù)據(jù)的讀取 為了防止在讀取高、低字節(jié)的間隙鎖存器內(nèi)密發(fā)生變化，以免讀取的高、低字節(jié)互不對應(yīng)，芯片設(shè)有一禁止邏輯當(dāng)讀取高字節(jié)時，啟動禁止邏輯，使鎖存器數(shù)值保持不變但這并不影響計數(shù)器照常計數(shù)，直到讀取低字節(jié)后，禁止邏輯才得以解除，鎖存器恢復(fù)正常鎖存n主要實現(xiàn)對正余弦模擬信號的細分主要實現(xiàn)對正余弦模擬信號的細分 n工作原理：工作原理：將正余弦信號施加在電阻鏈兩端將正余弦信號施加在電阻鏈兩端在電阻鏈的接點上得到幅值和相位各不相同在電阻鏈的接點上得到幅值和相位各不相同的電信號的電信號這些信號經(jīng)整形、脈沖形成后，就能在正余這些信號經(jīng)整形、脈沖形成后，就能在正余弦信號的一個周期內(nèi)獲得若干計

14、數(shù)脈沖，實弦信號的一個周期內(nèi)獲得若干計數(shù)脈沖，實現(xiàn)細分現(xiàn)細分 二、電阻鏈分相細分二、電阻鏈分相細分1. 原理原理 u1 u2uo u2 R1R2uou1211RRER212RRER設(shè)電阻鏈由電阻設(shè)電阻鏈由電阻R1和和R2串聯(lián)而成，電阻鏈兩端加有串聯(lián)而成，電阻鏈兩端加有交流電壓交流電壓u1、u2，其中，其中，u1=Esin t，u2=Ecos t 圖7-5 電阻鏈分相細分a) 原理圖 b) 矢量圖 一般總結(jié)：一般總結(jié)：l輸入的正余弦信號經(jīng)電阻鏈運算電路線性疊加后，輸入的正余弦信號經(jīng)電阻鏈運算電路線性疊加后，得到一相位移為得到一相位移為 的輸出信號的輸出信號 l改變改變R1R1和和R2R2的比值，

15、可獲得具有不同相位的輸出的比值，可獲得具有不同相位的輸出信號。同時也改變了輸出電壓幅值信號。同時也改變了輸出電壓幅值Uom Uom l相位移只能在相位移只能在0 09090范圍內(nèi)變化范圍內(nèi)變化 為獲得為獲得0 0360360范圍內(nèi)的移相信號，可采用圖所范圍內(nèi)的移相信號，可采用圖所示電阻移相電路示電阻移相電路36o108o18o0o162o90o54o72o144o126o56k33k18k24k18k24k56k33k24k33k56k18k33k24k18k56k12k12k123564131211981065411312118910EsintEcost-Esint-+N-+N-+N-+N-

16、+N-+N-+N-+N-+N-+N= = 1= = 1= = 1= = 1= = 123= = 1= = 1= = 1UR2. 2. 電阻鏈五倍頻細電阻鏈五倍頻細分電路分電路由電阻移相網(wǎng)絡(luò)、比較器和邏輯電路三部分組成。電阻移絡(luò)在第一、二象限內(nèi)給出的移相角分別為0、18、36、54、72、90、108、126、144、162 的10路移相信號。移相電阻的取值滿足上面的角度關(guān)系式。并盡可能兼顧到電阻系列的際稱阻值，實際取值分別為：l8k、24k、33k、和56k四種。電壓比較器將10路移相信號與參考電平UR相比較，將正弦信號轉(zhuǎn)化為方波信號。電壓比較器一般接成施密特觸發(fā)電路的形式，從比較器得到的10

17、路方波信號再經(jīng)過異或門邏輯組合電路，在3和4端獲得兩路相位差為90的五倍頻方波信號，邏輯電路的工作波形見圖 施密特觸發(fā)電路上升沿和下降沿的觸發(fā)點具有不間的觸發(fā)電平，這個電平差稱為叫回差電壓(差壓)讓回差電壓大于信號中的噪聲幅值，可避免比較器在觸發(fā)點附近因噪聲來回翻轉(zhuǎn)回差電壓越大，抗干擾能力越強，但回差電壓的存在使比較器的觸發(fā)點不可避免地偏離理想觸發(fā)位置，造成誤差因此回差電壓的選取應(yīng)該兼顧抗干擾和精度兩方面的因素電阻鏈分相細分電阻鏈分相細分1231311131211356481098104 Esintn優(yōu)點優(yōu)點: 具有良好的動態(tài)特性具有良好的動態(tài)特性,應(yīng)用廣泛應(yīng)用廣泛n缺點缺點: 細分?jǐn)?shù)越高所需

18、的元器件數(shù)目也成比例地增加，細分?jǐn)?shù)越高所需的元器件數(shù)目也成比例地增加，使電路變得復(fù)雜，因此電阻鏈細分主要用于細使電路變得復(fù)雜，因此電阻鏈細分主要用于細分?jǐn)?shù)不高的場合分?jǐn)?shù)不高的場合二、電阻鏈分相細分二、電阻鏈分相細分原始正交信號u1=Asin和u2=Acos作為輸入 1 2 3 4 5 6 7 8u1u2辨向電路可逆計數(shù)器數(shù)字計算機Acos 過零比較器/#/# 顯示電路Asina） 電路原理圖 b） 卦限圖三、微三、微型計算機細分型計算機細分 p原理：原理：兩路原始正交輸入信號：兩路原始正交輸入信號： 一方面經(jīng)比較器變?yōu)榉讲?、送入辨向計?shù)電路，一方面經(jīng)比較器變?yōu)榉讲?、送入辨向計?shù)電路，實現(xiàn)對信號

19、整周期的計數(shù)實現(xiàn)對信號整周期的計數(shù) 另一方面，分別經(jīng)各自的模另一方面，分別經(jīng)各自的模/ /數(shù)轉(zhuǎn)換器將模擬量數(shù)轉(zhuǎn)換器將模擬量變?yōu)閿?shù)字量，再由接口電路進入微機進行細分變?yōu)閿?shù)字量，再由接口電路進入微機進行細分( (周期內(nèi)細分周期內(nèi)細分) ) 微機通過判別兩信號的極性和絕對值的大小，實微機通過判別兩信號的極性和絕對值的大小，實現(xiàn)現(xiàn)8 8細分細分卦限卦限u1的極性的極性u2的極性的極性|u1|、|u2|大小大小1+|u1| |u2|3+-|u1| |u2|4+-|u1| |u2|5-|u1| |u2|7-+|u1| |u2|8-+|u1| |u2|把一個信號分為把一個信號分為8個個區(qū)間，或稱卦限，每區(qū)間

20、，或稱卦限，每卦卦458個卦限中兩信號的個卦限中兩信號的極性和絕對值大小極性和絕對值大小: 三、微型計算機細分三、微型計算機細分n微機按上表的內(nèi)容就可判別信號所在的封限，微機按上表的內(nèi)容就可判別信號所在的封限，也就實現(xiàn)了也就實現(xiàn)了8細分細分n在一個卦限內(nèi)，按信號絕對值比值大小可再實在一個卦限內(nèi)，按信號絕對值比值大小可再實現(xiàn)若干細分現(xiàn)若干細分再細分再細分n在1、4、5、8卦限用|tg|，|u1|u2|n上述卦限中的|tg|值或|ctg|值都在兩信號兩信號|u1|、|u2|比值：比值：再細分再細分n因而可用0-45間的|tg|值或|ctg|值來表示 n這樣，可計算機中固化一個表n如果每卦細分?jǐn)?shù)為N

21、(本例N=25)，則用N個存儲單元固化0-45間N個正切值 再細分再細分n如果某存儲單元是正切表的第k個單元，則相位角對應(yīng)的細分?jǐn)?shù)x， 由下列公式?jīng)Q定: n第第1卦限：卦限：x=kn第第2卦限：卦限：x=50-kn第第3卦限：卦限：x=50+kn第第4卦限：卦限：x=100-kn第第5卦限：卦限：x=100+kn第第6卦限：卦限：x=150-kn第第7卦限：卦限：x=150+kn第第8卦限：卦限：x=200-k再細分再細分n然后計算x對應(yīng)的被測量，也就實現(xiàn)了細分微型計算機細分微型計算機細分優(yōu)點：優(yōu)點：n利用判別卦限和查表實現(xiàn)細分，相對來說減少了計算機運算時間，若直接算反函數(shù)或，要化更多的時間；

22、通過修改程序和正切表，很容易實現(xiàn)高的細分?jǐn)?shù)缺點：缺點：n由于還需要進行軟件查表，細分速度慢，主要用于輸入信號頻率不高或靜態(tài)測量中四、只讀存儲器細分四、只讀存儲器細分 只讀存儲器減計數(shù)鎖存器周期計數(shù)器邏輯控制器AsinAcosYX細分鎖存器加減信號發(fā)生 器加/#/#D0D6D7D8D9.只讀存儲器細分原理圖 四、只讀存儲器細分四、只讀存儲器細分 YX四、只讀存儲器細分四、只讀存儲器細分 l兩路相位差為90的正、余弦模擬信號u1=Asin、u2=Acos分別送入兩個模/數(shù)轉(zhuǎn)換器l模/數(shù)轉(zhuǎn)換器一般采用8位高速型模/數(shù)轉(zhuǎn)換器，即能以超過每秒105次的轉(zhuǎn)換速度工作，保障具有較好地連續(xù)處理模擬信號的能力l

23、經(jīng)模/數(shù)轉(zhuǎn)換器后，兩路模擬信號被轉(zhuǎn)換成對應(yīng)的二進制數(shù)字信號X和Y，數(shù)值在0-255之間變化，其中，值128對應(yīng)著輸入信號的零電平。X、Y與角度的關(guān)系如圖所示 0 128 255XY255128 圖 模/數(shù)轉(zhuǎn)換結(jié)果與對應(yīng)角度的關(guān)系 )128(128128arctg)128,128(23)128,128(2)128,128(128128arctg2)128,128(128128arctgXXYYXYXYXXYYXXY 可以由下式求得：四、只讀存儲器細分四、只讀存儲器細分 lX和Y的字長均為8位，分別接在只讀存儲器的高8位和低8位地址線上l只讀存儲器具有216個字節(jié)存儲單元，16位地址線作為輸入，一

24、個8位數(shù)據(jù)口作為輸出lX、Y的每一個組合都對應(yīng)著只讀存儲器的一個16位地址，l在不同地址的內(nèi)存單元上，固化著0-255的每一個二進制數(shù)字信號值，固化值為X、Y對應(yīng)的值再乘以256/(2)，經(jīng)取整后得到的整數(shù)值l當(dāng)?shù)刂愤x通時，只讀存儲器的固化內(nèi)容就會出現(xiàn)在它的輸出口上l輸入信號u1、u2正向(或者反向)變化一個周期，輸出口的數(shù)據(jù)也會從0變到255(或者255變到0)變化一個周期。這樣就實現(xiàn)了對u1、u2周期的256細分l只讀存儲器結(jié)果通過細分鎖存器輸出四、只讀存儲器細分四、只讀存儲器細分 l整周期的計數(shù)是通過對細分鎖存器最高兩位D6、D7的處理實現(xiàn)的l當(dāng)信號值從255增加時，兩個最高位從11變換

25、為00。反之，當(dāng)信號從0開始減少時，這兩位從00變?yōu)?1l每一次這樣的轉(zhuǎn)換都經(jīng)加減信號發(fā)生器，產(chǎn)生加計數(shù)或者減計數(shù)脈沖，使周期計數(shù)器進行相應(yīng)的計數(shù)l計數(shù)值在邏輯控制器的控制下被送到計數(shù)鎖存器l細分鎖存器每變化256個數(shù)，就會引起計數(shù)鎖存器變化1個數(shù)這種設(shè)計使它們的二進制輸出能直接地串成總值，而無需進行變換運算邏輯控制器的作用是協(xié)調(diào)各個器件的運行時間和次序四、只讀存儲器細分四、只讀存儲器細分 l每一個周期從啟動模/數(shù)轉(zhuǎn)換器開始，待轉(zhuǎn)換完畢選通只讀存儲器，緊接著啟動細分鎖存器，待加減計數(shù)器完成更新后，同時啟動兩個鎖存器，細分?jǐn)?shù)據(jù)和周期計數(shù)值同時出現(xiàn)在輸出口上，完成一個周期。然后再啟動模/數(shù)轉(zhuǎn)換器，

26、如此周而復(fù)始輸出數(shù)值信號l在一個周期中，通常大部分時間用于等待模/數(shù)轉(zhuǎn)換，雖然采用高速模/數(shù)轉(zhuǎn)換器，但目前受器件的限制，一般也需要lus左右才能完成一次轉(zhuǎn)換，而其它操作僅需幾十個納秒左右即可完成l總起來說，只讀存儲器細分速度較快，可滿足幾十千赫茲到上百千赫茲信號細分的要求l電路細分?jǐn)?shù)較高，簡單，具有廣泛的應(yīng)用前景end xi- xF xF比較器F Ksxo-+Nxi第二節(jié) 平衡補償式細分 圖7-11 平衡式細分原理圖 FxxK1ioF閉環(huán)系統(tǒng)的靈敏度一、相位跟蹤細分 n1 原理 uj=umsin(t+j) （7-9） um、 載波信號的振幅和角頻率； j調(diào)制相移角，j通常與被測位移x成正比，j

27、=2x/W，W為標(biāo)尺節(jié)距鑒相電路移位脈沖門 相對相位基準(zhǔn)分頻器顯示電路放大整形umsin(t+j)dj-d移相脈沖圖712相位跟蹤細分框圖 2. 鑒相電路鑒相電路要做三方面的工作：鑒相電路要做三方面的工作：n 確定偏差信號確定偏差信號 j- d是否超過門檻；是否超過門檻；n 輸出與偏差信號相對應(yīng)的方波脈寬信號輸出與偏差信號相對應(yīng)的方波脈寬信號n確定確定 j與與 d的導(dǎo)前、滯后關(guān)系，以確定滑尺移的導(dǎo)前、滯后關(guān)系，以確定滑尺移動方向，也就是辨向動方向，也就是辨向 UdUX&Uc Uj UdDG1Uc Uj DG2DG3DG4DG5FXFXa)UjUdUcDG1DG2UxFxUjUdUcDG

28、1DG2UxFxb)c)此鑒相電路沒有門檻，會有在平衡點附近振擺跟蹤的問題 圖13鑒相電路a) 電路圖 b) 正向波形圖 c) 反向波形圖 UdUX&Uc Uj UdDG1Uc Uj DG2DG3DG4DG5FXFXUj Ud RRCCa)UjUjUdUcDG1DG2UxFxUjUdUdUcDG1DG2UxFxb)c)圖7-14 有門檻的鑒相電路a) 電路圖 b) 正向波形圖 c) 反向波形圖 3. 相對相位基準(zhǔn)和移相脈沖門 圖7-15 加減脈沖改變d 原理圖 a) 時鐘脈沖b) 正常分頻c) 減脈沖d) 使d延后e) 加脈沖f) 使d前移減脈沖加脈沖n/4分頻器二分頻器 Uxn/2分頻器相對相位基準(zhǔn)移相脈沖門 Uc Ms去數(shù)顯電路DFDG1DG3DG2UxUd&SRDC& f0 Fx 圖7-16 相對相位基準(zhǔn)與移相脈沖 4測量速度 動態(tài)測量時（指在部件移動過程中就要讀出它的位動態(tài)測量時（指在