基于單片機控制的數字移相器設計

0概述

移相電路常用于同步檢測器的數據處理中。目前資料上有很多移相電路，其實現方法多種多樣，大致可分為模擬式和數字式移相器兩類。模擬式移相器的電路較為復雜、線性差、測試精度低；數字式移相器大多以標準邏輯器件按傳統數字系統設計方法設計而成，其缺點為功耗大、可靠性低。本文介紹的基于單片機控制的數字移相器，采用環形隊列實現信號波形的任意相位移相，并且保持波形的幅度、頻率不變。其測試精度高，失真度小。系統原理方框圖如圖1所示。

1系統硬件電路設計

本系統的硬件電路主要由輸入信號倍頻電路、AT89C51單片機、A/D轉換器、D/A轉換器、6116存儲器及鍵盤/顯示等電路構成。

1.1輸入信號倍頻電路

倍頻電路由鎖相環CC4046及雙BCD同步加法計數器4518組成。4518作分頻器用，實現720分頻，其中，U3：A實現9分頻，U2實現80分頻。倍頻電路中鎖相環的輸入信號是經過電壓比較電路把工頻信號變換成的方波信號。當分頻器的輸出信號(U2：A的6腳輸出信號)與鎖相環的輸入信號fi相一致時，鎖相環芯片U1鎖存輸出的信號頻率為fo。假如輸入信號頻率fi=50Hz，則輸出頻率fo=36kHz。具體電路如圖2所示。

該倍頻信號的波形如圖3所示，主要有兩方面的用途，一是控制A/D轉換的采樣點數及采樣的時間間隔(即一個周期采樣720個點)。二是控制D/A輸出數據的時間間隔，從而達到輸入信號頻率與輸出信號頻率一致。