频率信号的获取方法

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1、自动检测中获取频率信号的方法摘要：在微机测控系统中往往需要将被测信号（传感器信号）转换为频率信号。获取频率信号的常用方法是使用集成电压/频率变换器（VFC），但集成VFC有一些明显的局限。本文讨论了集成VFC的特点，以及在微机测控系统中获取频率信号的几种实用方法，恰当选用这些方法既能满足微机测控系统的应用需要，又能克服集成VFC的某些应用局限。关键词：自动检测；频率信号；传感器；555定时器；锁相环AutomaticdetectionforthemethodoffrequencysignalAbstract：Itisvery

2、usefulformeasuringandcontrollingsystemswithmicrocontrollerstoconvertsensorsignalsintofrequencysignals.Theintegratedvoltage-to-frequencyconvertersarecommonlyusedforthispurpose.Theintegratedvoltage-to-frequencyconvertershavesomesignificantlimitationsofperformanceandc

3、ost.Inamicrocomputermeasurementandcontrolsystemisdiscussedinthispapertoobtainfrequencysignalofseveralpracticalmethods(VFC)withoutintegrationanditscharacteristics,appropriatechoosesthesemethodscannotonlymeettheneedsoftheapplicationofmicrocomputermeasurementandcontro

4、lsystem,andintegrationofVFCsomeapplicationlimitationcanbeovercome.　　Keywords：Automaticdetection;Frequencysignal;sensor;555timer;phase-lockedloop(PLL)1引言由于频率信号具有很多重要优点，如抗干扰性好、便于远距离传送输、送入微处理器时输入灵活、接口简单、占用I/O口资源少，因而在微机测控系统中有重要应用。获取频率信号的常用方法是使用集成电压/频率变换器（voltage-to-fre

5、quencyconverter,10VFC），如VFC32、AD650、LMx31系列等。但是，集成VFC有一些明显的局限，如输入限于电压信号、电源要求较高（有的要求双电源供电且电源电压较高）、功耗较大（不能用单电池供电）、成本较高等。研究表明，一些恰当设计的变换电路，既能实现被测信号（传感器信号）到频率信号的变换，又能克服集成VFC的某些应用局限，具有较好的性能价格比，可以满足某些微机测控系统的应用需要。本文介绍了集成VFC的特点，着重讨论在微机测控系统中获取频率信号的几种实用方法，并给出相关的测试结果。在微机测控系统中恰

6、当选用获取频率信号的方法既能满足微机测控系统的应用需要，又能克服集成VFC的某些应用局限。2电压/频率转换电路的原理绝大多数的电压频率转换电路都可以采用如图1所示的原理框图来说明。途中模拟开关在比较器输入的控制下降输入信号输入到积分器，积分器通常采用线性积分电路。积分器的输出与参考电压相比较，当积分器输出达到时，比较器翻转，其输出控制模拟开关切换到是与极性相反的电压，且幅值较高；或者模拟开关把积分器短路，使积分器的输出迅速回零。图1电压/频率转换电路的原理框图假定>0，在对积分时积分器的输出为(1)式中，为积分器的时间常数。

7、若积分器间内不变,经过时间后,,则比较器翻转，此时有(2)比较器翻转后，控制模拟开关使积分器迅速回零,这个过程需要的时间为，在设计电路时使，则比较器的输出频率为10(3)可见,电路的输出频率与输入信号的幅值成正比。2集成U/F变换器和F/U变换器模拟电压变化转变成频率变换以后，其抗干扰能力显著增强，因此集成的U/F变换器和F/U变换器在电子技术、自动控制、数字仪表、通信设备和模数变换等许多领域得到了广泛的应用。变换电路的输入电压根据应用要求，可以使直流或近似直流的电压，也可选用正弦波、三角波、锯齿波、矩形波等作为控制信号。U

8、/F变换器和F/U变换器有模块式结构和单片集成式两种。典型的变换方法有4种：积分恢复型、电压反馈型、交替积分型和恒流开关型。单片集成的U/F变换器和F/U变换器常采用恒流开关型，通常都是可逆的，具有体积小、成本低的优点，但是外围元件较多，精度较差。本节着重介绍VFC100同步型U/F、F/