感應(yīng)移相器常用于同步檢測器的數(shù)據(jù)處理系統(tǒng)中。傳統(tǒng)移相器的實現(xiàn)方法有多種,大致可分為模擬式和數(shù)字式兩類。模擬式移相器電路復(fù)雜、線性差、精度低;而數(shù)字式移相器大多以標(biāo)準(zhǔn)邏輯器件(如中小規(guī)模TTL系列、CMOS系列)按傳統(tǒng)數(shù)字系統(tǒng)設(shè)計方法設(shè)計而成,其主要缺點是邏輯規(guī)模小、功耗大、可靠性低。本文介紹一種基于在系統(tǒng)可編程邏輯器件實現(xiàn)的新型可編程數(shù)字移相器的設(shè)計方案,該移相器移相范圍為0~360°,分辨率為1°,它可以方便地和微處理機(jī)及其它設(shè)備聯(lián)接,以構(gòu)成自動化同步檢測器數(shù)據(jù)處理系統(tǒng)。
感應(yīng)移相器是一種輸出相位移與轉(zhuǎn)子轉(zhuǎn)角成線性函數(shù)關(guān)系而輸出電壓恒定不變的交流信號電機(jī),常在隨動系統(tǒng)中用作測位、測距元件。例如,醫(yī)用超聲波掃描儀就是采用感應(yīng)移相器對圖像進(jìn)行定位的。
感應(yīng)移相器是正余弦旋轉(zhuǎn)變壓器的一種特殊應(yīng)用。與通常的正余弦旋轉(zhuǎn)變壓器相比,感應(yīng)移相器的勵磁電壓低,頻率范圍廣(0.05~500 Hz),故自成系列。
感應(yīng)移相器在同步隨動系統(tǒng)和數(shù)字隨動系統(tǒng)中用作轉(zhuǎn)角傳遞。
感應(yīng)移相器的作用是將信號的相位移動一個角度。
其工作原理根據(jù)不同的構(gòu)成而存在差異。
如晶體管電路,可在輸入端加入一個控制信號來控制移相大?。辉谟行╇娐分袆t利用阻容電路的延時達(dá)到移相;在單片機(jī)控制系統(tǒng)還可利用內(nèi)部定時器達(dá)到移相的目的。
感應(yīng)移相器常用于同步檢測器的數(shù)據(jù)處理系統(tǒng)中。
傳統(tǒng)移相器的實現(xiàn)方法有多種,大致可分為模擬式和數(shù)字式兩類。
模擬式移相器電路復(fù)雜、線性差、精度低;而數(shù)字式移相器大多以標(biāo)準(zhǔn)邏輯器件(如中小規(guī)模TTL系列、CMOS系列)按傳統(tǒng)數(shù)字系統(tǒng)設(shè)計方法設(shè)計而成,其主要缺點是邏輯規(guī)模小、功耗大、可靠性低。
輸入信號的頻率為fi,數(shù)字鎖相環(huán)被設(shè)置在360倍輸入信號頻率上,即鎖相環(huán)輸出頻率為360fi。90分頻器由8421BCD碼計數(shù)器構(gòu)成的模90計數(shù)器組成,對鎖相環(huán)輸出信號進(jìn)行計數(shù)分頻,并將計數(shù)器的輸出以8421BCD碼的形式輸入數(shù)值比較器,該信號將和來自鎖存器的相角碼進(jìn)行比較。相角碼為兩位8421BCD碼,它的值為所需相移角度數(shù)對于90求余運(yùn)算所得的結(jié)果。象限碼為所需相移角度數(shù)整除90所得的結(jié)果,用兩位二進(jìn)制碼表示。象限碼表示相移角所在的象限,其第一到第四象限的象限碼分別表示為00、01、01、11。例如,所需相移角度數(shù)為295°,則295-3X90=25,所以對應(yīng)的相角碼為00100101,由于相移角位于第四象限,其象碼為11。當(dāng)計數(shù)器計到和相角碼相等時,比較器輸出"="為"1"電平。
由于鎖相環(huán)的輸出頻率是360fi,計數(shù)器工作的每一循環(huán)為除以90,因而在輸入信號的每個周期內(nèi),數(shù)值比較器輸出"="為"1"電平的狀態(tài)就出現(xiàn)四次。這樣,通過移相輸出控制電路,在象限碼的作用下,就可獲得精確的移相信號輸出。圖1中,移相輸出控制電路除形成移相信號外,還產(chǎn)生計數(shù)器復(fù)位信號、鎖相環(huán)鑒相器輸入信號,通過鎖相環(huán)的自動調(diào)節(jié)功能,以保證信號和輸入信號的循環(huán)周期相一致,并和計數(shù)器復(fù)位信號同相。圖中,譯碼模塊顯示相移角度數(shù)。
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感應(yīng)移相器產(chǎn)品手冊中提供的移相參數(shù)R和C只是一個參考值。
這是因為
有的感應(yīng)移相器甚至需要在移相回路中進(jìn)行補(bǔ)償,這在產(chǎn)品設(shè)計時更是無法準(zhǔn)確計算的。
例如,一些高頻感應(yīng)移相器必須在電容回路中串入補(bǔ)償電阻,一些低頻感應(yīng)移相器又必須在電阻回路中串人補(bǔ)償電感。
只有這樣,才能將移相參數(shù)調(diào)到最佳,移相精度也才會達(dá)到最高。
感應(yīng)移相器的主要技術(shù)指標(biāo)是移相誤差和幅值誤差。在應(yīng)用中,移相誤差是保證伺服系統(tǒng)測距、測位精準(zhǔn)度的關(guān)鍵。幅值誤差(幅值的穩(wěn)定度)又會影響移相誤差。因此,應(yīng)用時一定要精調(diào)移相參數(shù),以保證幅值誤差在規(guī)定范圍內(nèi)。另外,還要做好感應(yīng)移相器的零位標(biāo)記(即相位零位的參考點),供用戶安裝、使用時參考。精調(diào)感應(yīng)移相器最佳移相參數(shù)的方法如下。
(1)對已知移相參數(shù)感應(yīng)移相器的精調(diào)。已知移相參數(shù)是指在產(chǎn)品樣本或從產(chǎn)品合格證中查到該感應(yīng)移相器的移相參數(shù)參考值。粗調(diào)時,根據(jù)參考值C的大小,先選定電容器,電阻則采用10kΩ、100Ω兩只多圈電位器串聯(lián),一只用作粗調(diào),一只用作精調(diào)。
因為電容器電容量的實際值與標(biāo)稱值存在誤差,且不可平滑細(xì)調(diào),所以常采用固定電容而調(diào)電阻的辦法。調(diào)整時,線并通電,緩慢轉(zhuǎn)動轉(zhuǎn)子,觀察一周內(nèi)感應(yīng)移相器輸出電壓最大點和最小點的電壓讀數(shù)(一般用數(shù)字電壓表測量),然后調(diào)節(jié)粗調(diào)電位器,使最大輸出點電壓降低(或最小輸出點電壓升高)到輸出電壓最大、最小讀數(shù)的平均值。如此反復(fù)多次調(diào)節(jié)后,再調(diào)節(jié)精調(diào)電位器,使一周內(nèi)最大輸出點電壓降低到最大、最小電壓的平均值。
當(dāng)觀察到轉(zhuǎn)子轉(zhuǎn)動一周,輸出電壓基本恒定不變,幅值誤差(最大、最小電壓變化值與平均值之比的百分?jǐn)?shù))滿足技術(shù)要求時,R和C的值即為最佳。實際應(yīng)用時,再用固定電阻替換掉電位器。
(2)對未知移相參數(shù)感應(yīng)移相器的精調(diào)。調(diào)整方法完全同上,只涉及到如何選擇電阻和電容器的問題。
感應(yīng)移相器頻率f(因
同理,若將高頻感應(yīng)移相器的C選得太大,容抗會變得很小,R的參考值也會變得很小,輸出阻抗變小,移相精度變差。
本設(shè)計采用基于芯片的自頂向下的設(shè)計方法,除鎖相環(huán)電路及顯示器外,圖1中的其它功能塊均被設(shè)計在一片Lattice公司的ispLS1016E中。設(shè)計工具選用Lattice公司和DataI/O公司等聯(lián)合設(shè)計的ispEXPERTSYSTEM設(shè)計應(yīng)用軟件。該軟件是一套進(jìn)行CPLD設(shè)計的高級設(shè)計工具,它基于Windows操作系統(tǒng),支持多種模式設(shè)計輸入,如VHDL語言、Verilog語言、ABEL-HDL語言、原理圖等。該軟件支持邏輯功能仿真、器件時序仿真及邏輯綜合,是一種較為先進(jìn)的CPLD設(shè)計系統(tǒng)。在移相器電路設(shè)計中,系統(tǒng)頂層設(shè)計包括子系統(tǒng)功能分配、內(nèi)部功能塊的連接和對外的接口關(guān)系,采用原理圖輸入;底層設(shè)計既可完全采用VHDL語言或ABEL-HDL語言描述,也可利用ispEXPERTSYSTEM強(qiáng)大的宏庫功能,采用原理圖輸入。圖2為由原理圖輸入方法實現(xiàn)的移相器輸出控制電路
圖中,D0、D1為兩位象限碼輸入,它們來自于象限碼鎖存器;A7、A3、A0為89判別標(biāo)志輸入,它們來自于模90計數(shù)器的輸出端,當(dāng)A7、A3、A0均為"1"時,表示一個計數(shù)周期結(jié)束,在下一個計數(shù)脈沖來到時,計數(shù)器應(yīng)復(fù)零;CLK為控制器時鐘輸入端,CLK來自于鎖相環(huán)的輸出,它的頻率為360fi;CLK1為移相輸出觸發(fā)器的時鐘輸入端,該信號來自于數(shù)值比較器的"="輸出端,CLK1的頻率為4fi。電路有三個輸出端,即R、PD和OUT。其中R為計數(shù)器同步清零信號,PD為鎖相環(huán)鑒相器的輸入信號,這兩路信號為系統(tǒng)內(nèi)部反饋輸出信號;OUT為移相器的輸出信號,在頂層設(shè)計中,必須加緩沖器,鎖定在ispLS1016E的管腳上。
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收稿日期 : 2004- 11- 21 收修改稿日期 : 2005- 10- 15 帶 IP 節(jié)點的離子感煙探測器 陳 彥1,徐 平1 ,張 偉2,張 杰2 (1.北京航空航天大學(xué)理學(xué)院 , 北京 100083; 2.山東 信息職業(yè)技術(shù)學(xué)院電子工程系 ,山東 濰坊 261041) 摘 要:給出了含有 IP節(jié)點的離子感煙探測器的硬件結(jié)構(gòu) 、原理和軟件設(shè)計方法 。該探測器以 89C52單片機(jī)為 核心 , 由MC14467獲取離子感煙傳感器镅 241( Am241)檢測的煙霧報警信號 ;并通過 移植 uIP0.9 協(xié)議棧 ,實現(xiàn) 了探測 器的 Internet 網(wǎng)絡(luò)接入功能 。該探測器既可以獨立運(yùn)行 ,又可以 通過 IP節(jié)點實現(xiàn) 聯(lián)網(wǎng) ,且允許用戶異地訪問 , 具有較大的靈活性 。 關(guān)鍵詞 :離子感煙探測器 ;單片機(jī) ;聯(lián)網(wǎng) 中圖分類號 :TP393;TP273 文獻(xiàn) 標(biāo)識碼 : A 文章編號
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1 人體感應(yīng)顯示器 信息與通信工程學(xué)院 組員:邢銳、張曉曼、趙先龍、齊暢 2 一、 引言 目前,人體紅外感應(yīng)已經(jīng)有很多應(yīng)用實例,例如人體感應(yīng)節(jié)能開 關(guān),人體感應(yīng)吹風(fēng)機(jī),人體感應(yīng)門等等,但是人體感應(yīng)顯示器至今應(yīng) 用甚少,較具代表的是飛利浦 225P1。本作品的作用對象是博物館里 的紙質(zhì)文物, 人體感應(yīng)的顯示器可避免光照對紙質(zhì)文物的破壞。 我們都有這樣一些生活常識 :一件常穿在外的衣服與一件深埋箱底的 衣服,其色彩與新舊均有明顯的區(qū)別,常穿著的衣服會有褪色現(xiàn)象, 這是因為光對衣服產(chǎn)生作用的緣故。 光照會使紙質(zhì)上的水彩和墨水褪 色,使含高木質(zhì)素的紙張發(fā)黑。 大量光照加上較高的濕度會加速藏品 的腐化。光照是造成藏品褪色和化學(xué)損壞的原因, 對紙質(zhì)文物的傷害 尤顯嚴(yán)重。 光照主要有自然光照和人造光照。相對自然光而言,博物館藏 品較多受影響的是來自燈光照明的危害。 庫房里的照明以及展示空間 的照明,