信号细分与辩向电路

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1、第七章信号细分与辨向电路第一节四细分辨向电路第二节电阻链分相细分第三节微型计算机细分第四节只读存储器细分第五节平衡补偿式细分电路思考题返回上一页下一页电路细分原因：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。返回上一页下一页细分的基本原理：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。又称插补器。信号的共同特点：信号具有周期性，信号每变化一个周期

2、就对应着空间上一个固定位移量。返回上一页下一页辨向：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。返回上一页下一页第一节四细分辨向电路输入信号：具有一定相位差(通常为90)的两路方波信号。细分原理：对两路方波的突变沿进行处理（一个周期有两个突变沿），提取四个突变沿，实现四细分。辨向原理：根据两路方波相位的相对超前和滞后的关系作为判别依据。WBYOVBVAVAVBVAVB返回上一页下一页VA’VB’DG7&&&&&&&&UO1DG5UO2DG10R1&&1&&11A1DG1C1DG3

3、R2DG2C2DG4DG8R3C3C4DG9R4DG6AABBBBBAAAA≥1BBBAAAABBB≥1图7-2单稳四细分辨向电路AABB原理：利用单稳提取两路方波信号的边沿实现四细分00-1R1&A1DG1C1DG3A0101101-01-0返回上一页下一页A单稳A’B单稳B’A单稳A’B单稳B’异或四细分输出&&&&UO1DG5AABBA≥1BAB&&&&UO2DG10AABBA≥1BABBA'B'Uo1Uo2AA'B’BA'B'Uo1Uo2AA'B’正向时反向时返回上一页下一页辨向原理：正向

4、：Uo1有4细分脉冲输出，Uo2始终为高电平反向：Uo1始终为高电平，Uo2有4细分脉冲输出可逆计数器Uo1Uo2＋—实际位移情况返回上一页下一页输入信号：两路正余弦交流信号。（频率相同但相位不同）工作原理：将正余弦信号施加在电阻链两端，在电阻链的各接点上得到幅值和相位各不相同的电信号，经处理后（整形、脉冲形成、逻辑组合电路），在一个周期内获得若干计数脉冲，实现细分。第二节电阻链分相细分返回上一页下一页设电阻链由电阻R1和R2串联而成，电阻链两端加有交流电压u1、u2，其中，u1=Esint，u2=Ecost。u1u2uou2R1R

5、2uou1输出电压的幅值与相位都与R1和R2的比值有关。不同相的输出电压信号经电压比较器整形为方波，然后经逻辑电路处理即可实现细分。原理：改变输入信号可改变象限：Ⅰ：u1=Esint，u2=Ecostφ＝0°～90°Ⅱ：u1=Ecost，u2=－Esintφ＝90°～180°Ⅲ：u1=－Esint，u2=－Ecostφ＝180°～270°Ⅳ：u1=－Ecost，u2=Esintφ＝270°～360°EsintEcost－Esint－Ecost电阻细分桥（12细分）返回上一页下一页图7-636o108o18o0o16

6、2o90o54o72o144o126o56kΩ33kΩ18kΩ24kΩ18kΩ24kΩ56kΩ33kΩ24kΩ33kΩ56kΩ18kΩ33kΩ24kΩ18kΩ56kΩ12kΩ12kΩ123564131211981065411312118910EsinωtEcosωt-Esinωt∞-++N∞-++N∞-++N∞-++N∞-++N∞-++N∞-++N∞-++N∞-++N∞-++N=1=1=1=1=123=1=1=1UR电阻链五倍频细分电路返回上一页下一页1231311131211356481098104

7、Esint五倍频细分电路的波形优点: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。返回上一页下一页第三节微型计算机细分辨向电路可逆计数器数字计算机Acos过零比较器∩/#∩/#显示电路Asina）电路原理图b）卦限图图7-8微型计算机8细分返回上一页下一页输入信号：原始正余弦信号u1=Asin和u2=Acos12345678u1u2tu卦限u1的极性u2的极性

8、u1

9、、

10、u2

11、大小1++

12、u1

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14、u2

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20、u1

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41、u1

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43、u2

44、返回上一页下一页单个卦限内的细分：直接算反函数法：运算量大，占