畢業(yè)設(shè)計(jì)--相位計(jì)電路的設(shè)計(jì)

1、<p><b>　　目錄</b></p><p>　　前言………………………………………………………………………………..4</p><p>　　設(shè)計(jì)要求及功能框圖…………………………………………..7</p><p>　　第1.1節(jié) 設(shè)計(jì)要求……………………………………………..7</p><p>　　第

2、1.2節(jié) 功能框圖（功能分解）………………………………...8</p><p>　　第二章 背景知識(shí)……………………………………………………….....9</p><p>　　第2.1 節(jié) 相關(guān)知識(shí)………………………………………………….…9</p><p>　　第2.2 節(jié) 主要原器件介紹………………………………………...12</p>

3、<p>　　第三章 電路設(shè)計(jì)</p><p>　　第3.1 節(jié) 信號(hào)處理電路……………………………………..19</p><p>　　第3.2 節(jié) 信號(hào)相位鎖定電路………………………………..20</p><p>　　第3.3 節(jié) 相位檢測(cè)電路…………………………………………….21</p><p>　　第四章

4、 總電路及工作原理</p><p>　　第4.1 節(jié) 總電路圖 ………………………………………….23</p><p>　　第4.2 節(jié) 工作原理………………………………………….24</p><p><b>　　摘要</b></p><p>　　隨著人們生活的日益豐富，科學(xué)技術(shù)的不斷發(fā)展以及現(xiàn)代工業(yè)的日新月異

5、，相位計(jì)電路的應(yīng)用顯得越來(lái)越為重要。在現(xiàn)代的電路系統(tǒng)之中，一般的電路都可能發(fā)生諧振等。對(duì)于電力系統(tǒng)，負(fù)載電壓電流的相位產(chǎn)生的功率因數(shù)，導(dǎo)致系統(tǒng)能量傳輸效率下降。另外，不當(dāng)?shù)南辔?，可能?huì)導(dǎo)致系統(tǒng)的穩(wěn)定出現(xiàn)問(wèn)題。對(duì)于通訊系統(tǒng)，相位導(dǎo)致的延遲，可能會(huì)使信號(hào)失真。</p><p>　　本文介紹了相位計(jì)電路的設(shè)計(jì)及其工作原理。通過(guò)放大器，CD4046鎖相環(huán)以及相位檢測(cè)計(jì)來(lái)實(shí)現(xiàn)電路的相位檢測(cè)調(diào)節(jié)。</p>&l

6、t;p>　　關(guān)鍵詞：相位計(jì)電路，放大器，鎖相環(huán)，相位檢測(cè)計(jì)</p><p><b>　　作者：曹劍峰</b></p><p><b>　　指導(dǎo)老師：朱永樂(lè)</b></p><p><b>　　Abstract</b></p><p>　　As people living

7、increasingly rich,the developing science technology,the modern industry change with each passing day.Phase meter circuit is more and more important. In the modern electrical system, general resonant circuit can be change

8、d, etc. For the power system, the power factor of load voltage and current phase, led to the decrease of the system energy transmission efficiency. In addition, improper phase, problems may lead to the stability of the s

9、ystem. For communication system, caused by </p><p>　　This paper introduces the phase meter design and work principle of the circuit, Through the amplifier, CD4046 phase lock loop and phase detector to achiev

10、e adjust phase detection circuit.</p><p>　　Key words: Phase meter circuit, Amplifier, Phase locked loop, Phase detector.</p><p><b>　　前言</b></p><p>　　相位是反映交流電任何時(shí)刻的狀態(tài)的物理量。

11、交流電的大小和方向是隨時(shí)間變化而變化的。比如正弦交流電流，它的公式是i=Isin(ωt+φ)。i是交流電流的瞬時(shí)值，I是交流電流的最大值，ω是交流電的角速度，φ是交流電流的起始相位，t是時(shí)間。隨著時(shí)間的推移，交流電流可以從零變到最大值，從最大值變到零，又從零變到負(fù)的最大值，從負(fù)的最大值變到零。在三角函數(shù)中ωt相當(dāng)于角度，它反映了交流電任何時(shí)刻所處的狀態(tài)，是在增大還是在減小，是正的還是負(fù)的等等。因此把ωt+φ叫做相位，或者叫做相。<

12、/p><p>　　在電子技術(shù)中，相位是最基本的參數(shù)之一，相位測(cè)量在信號(hào)提取、檢測(cè)、處理等方面有著重要的意義，并且與許多電參量的測(cè)量方案、測(cè)量結(jié)果都有十分密切的關(guān)系，因此相位的測(cè)量就顯得更為重要。在諸多領(lǐng)域都有廣泛的應(yīng)用。當(dāng)今世界各個(gè)國(guó)家的航天、通信、信號(hào)采集和信息處理分析等諸多領(lǐng)域飛速發(fā)展，競(jìng)爭(zhēng)日益激烈?；谙辔粶y(cè)量所處的重要地位，相位測(cè)量?jī)x仍需要不斷地改進(jìn)，以滿足生產(chǎn)生活的實(shí)際需要。</p><

13、p>　　相位測(cè)量?jī)x也常用于學(xué)校實(shí)驗(yàn)室中，由于傳統(tǒng)教學(xué)儀器使用不便或不易讀出準(zhǔn)確數(shù)值，實(shí)驗(yàn)室設(shè)備更新和硬件更新費(fèi)時(shí)費(fèi)力等原因，用鎖相環(huán)來(lái)設(shè)計(jì)和實(shí)現(xiàn)相位測(cè)量?jī)x來(lái)滿足需要是一個(gè)相當(dāng)不錯(cuò)的方法。</p><p>　　相位計(jì)電路（Phase meter circuit）隨著電路的發(fā)展應(yīng)運(yùn)而生。在一般的電路系統(tǒng)之中，負(fù)載電壓電流的相位產(chǎn)生的功率因數(shù)，導(dǎo)致系統(tǒng)能量傳輸效率下降。另外，不當(dāng)?shù)南辔唬赡軙?huì)導(dǎo)致系統(tǒng)的穩(wěn)定出現(xiàn)問(wèn)

14、題。對(duì)于通訊系統(tǒng)，相位導(dǎo)致的延遲，可能會(huì)使信號(hào)失真。</p><p>　　相位一致性是指將圖像傅里葉分量相位最一致的點(diǎn)作為特征點(diǎn)，它不但能夠通過(guò)觀察相位一致性高的點(diǎn)檢測(cè)到階躍特征、線特征以及屋頂特征等亮度特征，而且能夠檢測(cè)到由于人類視覺(jué)感知特性而產(chǎn)生的馬赫帶現(xiàn)象。</p><p>　　設(shè)一維信號(hào)為F(x)，則其傅里葉級(jí)數(shù)展開(kāi)為：</p><p>　　假定信號(hào)的邊界在

15、相位一致性值較大的地方出現(xiàn)，相位一致性值PC(x)在0~1之間變化，1表示檢測(cè)到了非常顯著的邊緣信息，而0表示沒(méi)有檢測(cè)到任何信息。</p><p>　　雖然利用相位一致性檢測(cè)的邊緣信號(hào)效果尚可，但是對(duì)信號(hào)頻率分解的計(jì)算過(guò)程卻非常復(fù)雜，實(shí)時(shí)性較差，所以對(duì)其進(jìn)一步簡(jiǎn)化，得到近似模型，即局部能量模型。</p><p>　　2011年以來(lái)，隨著政府刺激內(nèi)需政策效應(yīng)的逐漸顯現(xiàn)以及國(guó)際經(jīng)濟(jì)形勢(shì)的好轉(zhuǎn)，

16、相位計(jì)下游行業(yè)進(jìn)入新一輪景氣周期從而帶來(lái)相位計(jì)市場(chǎng)需求的膨脹，相位計(jì)行業(yè)的銷售回升明顯，供求關(guān)系得到改善，行業(yè)盈利能力穩(wěn)步提升。同時(shí)，在國(guó)家“十二五”規(guī)劃和產(chǎn)業(yè)結(jié)構(gòu)調(diào)整的大方針下，相位計(jì)面臨巨大的市場(chǎng)投資機(jī)遇，行業(yè)有望迎來(lái)新的發(fā)展契機(jī)。</p><p>　　在電子技術(shù)中，相位是最基本的參數(shù)之一，相位測(cè)量在信號(hào)提取、檢測(cè)、處理等方面有著重要的意義，并且與許多電參量的測(cè)量方案、測(cè)量結(jié)果都有十分密切的關(guān)系，因此相位的測(cè)

17、量就顯得更為重要。在諸多領(lǐng)域都有廣泛的應(yīng)用。當(dāng)今世界各個(gè)國(guó)家的航天、通信、信號(hào)采集和信息處理分析等諸多領(lǐng)域飛速發(fā)展，競(jìng)爭(zhēng)日益激烈?；谙辔粶y(cè)量所處的重要地位，相位測(cè)量?jī)x仍需要不斷地改進(jìn)，以滿足生產(chǎn)生活的實(shí)際需要。</p><p>　　相位測(cè)量?jī)x也常用于學(xué)校實(shí)驗(yàn)室中，由于傳統(tǒng)教學(xué)儀器使用不便或不易讀出準(zhǔn)確數(shù)值，實(shí)驗(yàn)室設(shè)備更新和硬件更新費(fèi)時(shí)費(fèi)力等原因，用鎖相環(huán)來(lái)設(shè)計(jì)和實(shí)現(xiàn)相位測(cè)量?jī)x來(lái)滿足需要是一個(gè)相當(dāng)不錯(cuò)的方法。&l

18、t;/p><p>　　第一章 設(shè)計(jì)要求及功能框圖</p><p><b>　　1.1 設(shè)計(jì)要求</b></p><p>　　該相位計(jì)的技術(shù)指標(biāo)羅列如下：</p><p>　　輸入信號(hào)需為同頻率的兩信號(hào)，但其頻率可以為未知的；</p><p>　　采用表頭顯示，顯示范圍為0°~359.9

19、76;；</p><p>　　采用直流電源+5V供電。</p><p>　　1相位測(cè)量能夠保證測(cè)量精確度的頻率范圍</p><p>　　2相位量程相位測(cè)量無(wú)模糊測(cè)相的范圍</p><p>　　3電平范圍相位測(cè)量在規(guī)定的幅度-相位誤差范圍內(nèi)所容許的最大信號(hào)電平范圍。</p><p>　　4相位分辨率（相位靈敏度）相位測(cè)量

20、能夠分辨的最小單位。它通常為顯示最低一個(gè)數(shù)字代表的相位差。</p><p>　　5相位極性相位測(cè)量結(jié)果的極性是以參考信號(hào)的相位作為參考來(lái)定義的。</p><p>　　6相位準(zhǔn)確度相位測(cè)量的實(shí)際值與理論值的偏差程度。</p><p>　　7相位-頻率特性相位準(zhǔn)確度或誤差隨信號(hào)頻率變化的特性。</p><p>　　1.2 功能框圖（功能分解）&

21、lt;/p><p>　　此處輸入信號(hào)A,B是同頻率的正弦波電源。</p><p><b>　　第二章 背景知識(shí)</b></p><p><b>　　2.1 相關(guān)知識(shí)</b></p><p>　　相位作為電的基本參數(shù)之一在電子工程技術(shù)中具有重要的意義，相位的測(cè)量隨著科技的發(fā)展也經(jīng)歷了深刻的變革。<

22、/p><p>　　測(cè)量相位的方法有很多，像傳統(tǒng)的借助于示波器測(cè)量相位其測(cè)量范圍和測(cè)量精度受到很大的限制，在一些要求比較高的場(chǎng)合就不能用它了。除此之外還有一些專用的用來(lái)測(cè)量相位的裝置，例如：電子計(jì)數(shù)式測(cè)頻裝置，特別是微控制技術(shù)發(fā)展到一定階段后像單片機(jī)的出現(xiàn)使相位測(cè)量的設(shè)計(jì)發(fā)展到一定的水平和高度。</p><p>　　在任務(wù)書(shū)的基本要求中提出相位測(cè)量?jī)x的頻率范圍，相位測(cè)量?jī)x的輸入阻抗大于等于，允許

23、兩路輸入正弦信號(hào)峰峰值可在0.3V~0.5V范圍內(nèi)變化，相位測(cè)量絕對(duì)誤差小于等于2º，具有頻率測(cè)量及數(shù)字顯示功能，相位差數(shù)字顯示，要求相位讀數(shù)為0~360º，分辨力為0.1º。</p><p><b>　　測(cè)相的原理:</b></p><p>　　如圖2-1所示，，分別為被測(cè)網(wǎng)絡(luò)的輸入輸出信號(hào)，，的相位差是θ=360º，現(xiàn)在對(duì)于

24、相位測(cè)量?jī)x來(lái)說(shuō)和均未知。通常對(duì)于相位差的測(cè)量有以下幾種方法：</p><p>　　圖2-1 相位測(cè)量原理</p><p>　　2.1.1 示波器測(cè)量法</p><p>　　用示波器測(cè)量相位差的方法。其測(cè)量機(jī)理是利用雙線示波器。將兩個(gè)信號(hào)，分別接到示波器的兩個(gè)通道，示波器置雙路顯示方式，同步觸發(fā)源信號(hào)選擇兩被測(cè)信號(hào)之一，最好選擇其中幅度較大的那一個(gè)，調(diào)節(jié)有關(guān)旋

25、鈕，使熒光屏上顯示兩條大小適中的穩(wěn)定波形，如下圖2-2所示，利用熒光屏上的坐標(biāo)測(cè)出信號(hào)的一個(gè)周期在水平方向所占的長(zhǎng)度Xt，然后再測(cè)出兩波形上對(duì)應(yīng)點(diǎn)（如過(guò)零點(diǎn)、峰值點(diǎn)等）之間的水平距離X，則相位差θ為</p><p><b>　　θ=360º</b></p><p>　　圖 2-2 雙蹤示波法測(cè)量相位差</p><p>　　利用示波器

26、的多波顯示，是測(cè)量相位差的最直觀、最簡(jiǎn)便的方法，而且對(duì)所有頻率信號(hào)均能進(jìn)行。尤其適用于測(cè)量電路內(nèi)部的固有位移。但準(zhǔn)確度較低。</p><p>　　2.1.2 過(guò)零檢測(cè)技術(shù)法</p><p>　　所謂過(guò)零檢測(cè)就是采用一種電路或?qū)ｉT(mén)技術(shù)準(zhǔn)確檢測(cè)并指示信號(hào)的過(guò)零點(diǎn)所處位置。它具有以下優(yōu)點(diǎn)：相位信息從正弦信號(hào)的過(guò)零點(diǎn)提取，因?yàn)檎倚盘?hào)的過(guò)零點(diǎn)的導(dǎo)數(shù)有極大值（波形斜率最大），故測(cè)量的靈敏度和精度高，

27、它對(duì)信號(hào)幅度的依賴性小；由于采用脈沖鑒相技術(shù)，鑒相器的線性很好，即鑒相誤差與被測(cè)相位值大小無(wú)關(guān)；相位計(jì)容易實(shí)現(xiàn)數(shù)字化和自動(dòng)化。這種設(shè)計(jì)技術(shù)的實(shí)現(xiàn)采用了單片機(jī)與CPLD相結(jié)合方式。即用單片機(jī)完成人機(jī)界面、系統(tǒng)控制、信息分析、處理和變換，用CPLD完成數(shù)據(jù)采集及顯示控制邏輯。</p><p>　　2.2 主要原器件介紹。</p><p>　　2.2.1 異或門(mén)

28、</p><p>　　異或門(mén)（英語(yǔ)：Exclusive-OR gate，簡(jiǎn)稱XOR gate，又稱EOR gate、ExOR gate）是數(shù)字邏輯中實(shí)現(xiàn)邏輯異或的邏輯門(mén)，有2個(gè)輸入端、1個(gè)輸出端。若兩個(gè)輸入的電平相異，則輸出為高電平1；若兩個(gè)輸入的電平相同，則輸出為低電平0。</p><p>　　雖然異或不是開(kāi)關(guān)代數(shù)的基本運(yùn)算之一，但是在實(shí)際運(yùn)用中相當(dāng)普遍地使用分立的異或門(mén)。大多數(shù)開(kāi)關(guān)技術(shù)

29、不能直接實(shí)現(xiàn)異或功能，而是使用多個(gè)門(mén)設(shè)計(jì)，如下圖所示</p><p>　　圖2-1異或門(mén)的原理圖</p><p>　　異或門(mén)能實(shí)現(xiàn)模為2的加法，因此，異或門(mén)可以實(shí)現(xiàn)計(jì)算機(jī)中的二進(jìn)制加法。半加器就是由異或門(mén)和與門(mén)組成的。</p><p>　　異或門(mén)的邏輯函數(shù)如表2-2所示： </p><p>　　表2-2異或門(mén)邏輯函數(shù)表<

30、/p><p>　　異或門(mén)的常用邏輯符號(hào)如下圖所示。對(duì)異或門(mén)的任何2個(gè)信號(hào)（輸入或輸出）同時(shí)去反，而不改變結(jié)果的邏輯功能。在“圈到圈”的設(shè)計(jì)中，我們選用最能表達(dá)要實(shí)現(xiàn)的邏輯功能的符號(hào)如圖2-3。</p><p>　　圖2-3，異或門(mén)的邏輯功能圖</p><p><b>　　邏輯表達(dá)式：</b></p><p>　　2.2.2

31、 CD4046鎖相環(huán)</p><p>　　CD4046是通用的CMOS鎖相環(huán)集成電路，其主要特點(diǎn)是：</p><p>　　電源電壓范圍寬（為3V-18V）;</p><p>　　輸入阻抗高（約100MΩ）;</p><p>　　動(dòng)態(tài)功耗小，在中心頻率f0為10kHz下功耗僅為600μW，屬于微功耗器件。</p><p>

32、;　　圖2-4 是CD4046的引腳排列，采用16腳雙列直插式。</p><p>　　表2-5 CD4046引腳功能描述:</p><p>　　CD4046鎖相的意義是相位同步的自動(dòng)控制,功能是完成兩個(gè)電信號(hào)相位同步的自動(dòng)控制閉環(huán)系統(tǒng)叫做鎖相環(huán),簡(jiǎn)稱PLL。它廣泛應(yīng)用于廣播通信、頻率合成、自動(dòng)控制及時(shí)鐘同步等技術(shù)領(lǐng)域。鎖相環(huán)主要由相位比較器（PC）、壓控振蕩器（VCO）、低通濾波器三部分組

33、成,如圖2-6所示。</p><p>　　圖2-6 鎖相環(huán)的工作流程</p><p>　　下圖2-7是CD4046內(nèi)部電原理框圖，主要由相位比較1，2，壓控振蕩器（VCO）,線性放大器，源跟隨器，整形電路等部分構(gòu)成。比較器1采用異或門(mén)結(jié)構(gòu)，當(dāng)兩個(gè)輸入信號(hào)Ui，Uo的電平狀態(tài)相異時(shí)（即一個(gè)為高電平，一個(gè)為低電平），輸出信號(hào)UΨ為高電平；反之，Ui，Uo電平狀態(tài)相同時(shí)（即兩個(gè)均為高電平，或均為

34、低電平），UΨ輸出為低電平。當(dāng)Ui，Uo的相位差Δφ在0º-180º范圍內(nèi)變化時(shí)，UΨ的脈沖寬度m亦隨之改變，即占空比亦在改變。從比較器1的輸入和輸出信號(hào)的波形可知，其輸出信號(hào)的頻率等于輸入信號(hào)的頻率的兩倍，并且與兩個(gè)輸出信號(hào)之間的中心頻率保持90º相移。從圖中還可知，fout不一定是對(duì)稱波形。對(duì)相位比較器1，它要求Ui，Uo的占空比均為50％（即方波），這樣才能使鎖定范圍為最大。</p>&

35、lt;p>　　相位比較器2是一個(gè)由信號(hào)的上沿控制的數(shù)字存儲(chǔ)網(wǎng)絡(luò)。它對(duì)輸入信號(hào)占空比的要求不高，允許輸入非對(duì)稱波形，它具有很寬的捕捉頻率范圍，而且不會(huì)鎖定在輸入信號(hào)的諧波。它提供數(shù)字誤差信號(hào)和鎖定信號(hào)（相位脈沖）兩種輸出，當(dāng)達(dá)到鎖定時(shí)，它在相位比較器2的兩個(gè)輸入信號(hào)之間保持0º相移。</p><p>　　對(duì)相位比較器2而言，當(dāng)14引腳的輸入信號(hào)比3引腳的比較信號(hào)頻率低時(shí)，輸出為邏輯“0”；反之則輸出

36、邏輯“1”。如果兩信號(hào)的頻率相同而相位不同，當(dāng)輸出信號(hào)的相位滯后于比較信號(hào)時(shí)，相位比較器2輸出的正脈沖，當(dāng)相位超前時(shí)則輸出為負(fù)脈沖。在這兩種情況下，從1腳都有與上述正、負(fù)脈沖寬度相同的負(fù)脈沖產(chǎn)生。從相位比較器2輸出的正、負(fù)脈沖的寬度均等于兩個(gè)輸入脈沖上升沿之間的相位差。而當(dāng)兩個(gè)輸入脈沖頻率和相位均相同時(shí)，相位比較器2的輸出為高阻態(tài)，則1腳輸出高電平。上述波形如圖2-8所示。由此可見(jiàn)，從1腳輸出信號(hào)是負(fù)脈沖還是固定高電平就可以判斷兩個(gè)輸入

37、信號(hào)的情況了。</p><p>　　CD4046鎖相環(huán)采用的是RC型壓控振蕩器，必須外接電容C1和電容R1作為充放電原件。當(dāng)PLL對(duì)跟蹤的輸入信號(hào)的頻率寬度有要求時(shí)還需要外接電阻R2。由于VCO是一個(gè)電流控制振蕩器，對(duì)定時(shí)電容C1的充電電流與從9腳輸入的控制電壓成正比，使VCO的震蕩頻率亦正比于該控制電壓。當(dāng)VCO控制電壓為0時(shí)，其輸出頻率最低；當(dāng)輸入控制電壓等于電源電壓VDD時(shí)，輸出頻率則先行地增大到最高輸出頻

38、率。VCO震蕩頻率的范圍由R1，R2和C1決定。由于它的充電和放電都由同一個(gè)電容C1完成，故它的輸出波形是對(duì)方波。一般規(guī)定CD4046的最高頻率為1.2MHz（VDD=15V）,若VDD<15V，則fmax要降低一些。</p><p>　　CD4046內(nèi)部還有線性放大器和整形電路，可將14腳輸入的100mV左右的微弱輸入信號(hào)變成方波或脈沖信號(hào)送至兩相位比較器。源跟蹤器是增益為1的放大器，VCO的輸出電壓經(jīng)源

39、跟蹤器至10腳作FM解調(diào)用。齊納二極管可單獨(dú)使用，其穩(wěn)壓值為5V，若與TTL電路匹配時(shí)，可用作輔助電源。</p><p>　　綜上所述，CD4046工作原理如下：輸入信號(hào)Ui從14腳輸入后，經(jīng)放大器A1進(jìn)行放大，整形后加到相位比較器1，2的輸入端，圖2-7開(kāi)關(guān)拔至2腳，則比較器1將從3腳輸入的比較信號(hào)U0與輸入信號(hào)Ui作相位比較，從相位比較器輸出的誤差電壓UΨ則反映出兩者的相位差。UΨ經(jīng)R3，R4及C2濾波后得到

40、一控制電壓Ud加至壓控振蕩器VCO的輸入端9腳，調(diào)整VCO的振蕩頻率f2，使f2迅速逼近信號(hào)頻率f1.VCO的輸出又經(jīng)除法器再進(jìn)入相位比較器1，繼續(xù)與Ui進(jìn)行相位比較，最后使得f2=f1,兩者的相位差為一定值，實(shí)現(xiàn)了相位鎖定。若開(kāi)關(guān)K撥至13腳，則相位比較器2工作，過(guò)程與上述相同。</p><p>　　第三章 電路設(shè)計(jì)</p><p>　　3.1 信號(hào)處理電路</p>

41、<p>　　圖3-1 信號(hào)處理電路</p><p>　　電路中，C1是隔直流電容，具有單向?qū)ㄐ阅艿亩O管VD1，VD2是為了防止信號(hào)輸入為負(fù)的，或者太高的電壓。異或門(mén)H1接成反相器，下面并聯(lián)R1電阻形成一個(gè)放大器。</p><p>　　+5V的穩(wěn)壓電源保證上輸入端是高電勢(shì)。下輸出端通過(guò)二極管接地保證電源輸入電壓介于-0.7V-5.7V之間。兩個(gè)輸入電源通過(guò)異或門(mén)放大器輸出，進(jìn)入

42、相位鎖定電路。</p><p><b>　　信號(hào)相位鎖定電路</b></p><p>　　圖3-2 信號(hào)相位鎖定電路</p><p>　　下圖為鎖相環(huán)CD4046的電路原理圖</p><p>　　該鎖相環(huán)輸入信號(hào)Ui從14腳輸入后，經(jīng)放大器A1進(jìn)行放大，整形后加到相位比較器1，2的輸入端，圖中開(kāi)關(guān)拔至2腳，則比較器1將從

43、3腳輸入的比較信號(hào)U0與輸入信號(hào)Ui作相位比較，從相位比較器輸出的誤差電壓UΨ則反映出兩者的相位差。UΨ經(jīng)R3，R4及C2濾波后得到一控制電壓Ud加至壓控振蕩器VCO的輸入端9腳，調(diào)整VCO的振蕩頻率f2，使f2迅速逼近信號(hào)頻率f1.VCO的輸出又經(jīng)除法器再進(jìn)入相位比較器1，繼續(xù)與Ui進(jìn)行相位比較，最后使得f2=f1,兩者的相位差為一定值，實(shí)現(xiàn)了相位鎖定。若開(kāi)關(guān)K撥至13腳，則相位比較器2工作，過(guò)程與上述相同。</p>&

44、lt;p>　　輸入信號(hào)通過(guò)信號(hào)相位鎖定電路轉(zhuǎn)換為具有固定占空比和振幅為5V的數(shù)字信號(hào)。</p><p>　　輸入信號(hào)B執(zhí)行與信號(hào)A一樣的信號(hào)處理以及相位鎖定電路。</p><p><b>　　3.3相位檢測(cè)電路</b></p><p>　　輸入信號(hào)1，2通過(guò)H3進(jìn)行相位比較，積分器R11和C11對(duì)輸出信號(hào)進(jìn)行平均，通過(guò)運(yùn)放輸出端接到反相輸

45、入端，從而接成電壓跟隨器，對(duì)輸出起到緩沖的作用。</p><p>　　當(dāng)源輸入信號(hào)A,B相位差愈大，由A1輸出的電壓就俞高。表頭M，電阻R12和微調(diào)電位器RP1組成相移指示器，因此用5V的穩(wěn)壓電源為該相位計(jì)供電。</p><p>　　第四章 總電路及工作原理</p><p><b>　　4.1 總電路</b></p><

46、p><b>　　4.2 工作原理</b></p><p>　　如圖4-1是CD4046構(gòu)成的相位計(jì)電路，它可以測(cè)量?jī)蓚€(gè)頻率相同而相位不同的正弦信號(hào)的相位差。電路中，,是隔直流電容，鉗位二極管,,和防止輸入信號(hào)為負(fù)的或太高的電壓。異或門(mén)和接成反相器，而和就是連接在反相器的輸入端和輸出端之間的偏置電阻。因此和偏置為線性放大器，經(jīng)過(guò)其放大之后的信號(hào)耦合到CD4046(1)和CD4046(2

47、)，CD4046(1)和CD4046(2)跟蹤輸入信號(hào)頻率并將其轉(zhuǎn)換為具有固定占空比（50%）和振幅為5V（峰-峰值）的數(shù)字信號(hào)。起相位比較器的作用，其輸出信號(hào)由積分器和予以平均。運(yùn)放的輸出端接到反相器輸入端，接成電壓跟隨器，起緩沖輸出的作用。輸入信號(hào)A和B之間的相位差愈大，由輸出的電壓就愈高。表頭M、電阻和微調(diào)電位器組成相移指示器，指示的電壓范圍在0到正電源之間，因此，必須用5V穩(wěn)壓源為該相位計(jì)供電。進(jìn)行校準(zhǔn)時(shí)，將CD4046(1)和

48、CD4046(2)從插座中拔出，將CD4046(1)插座的3腳通過(guò)10接地，再將CD4046(2)插座的3腳用相同的電阻接到16腳，接通電源，這時(shí)的1腳約為0V，2腳約為+5V，輸出（3腳）應(yīng)為+5V，可以調(diào)節(jié)使表頭M的指示為180º。</p><p><b>　　參考文獻(xiàn)</b></p><p>　　[1]康華光.電子技術(shù)基礎(chǔ) 數(shù)字部分（第五版）.[M]北

49、京：高等教育出版社</p><p>　　[2]康華光.電子技術(shù)基礎(chǔ) 模擬部分（第五版）.[M]北京：高等教育出版社</p><p>　　[3]肖景和.數(shù)字集成電路應(yīng)用精粹.[M]北京：人民郵電出版社</p><p>　　[4]翁桂榮 鄒立新.單片微型計(jì)算機(jī)接口技術(shù).[M]蘇州：蘇州大學(xué)出版社</p><p>　　[5]管致中.信號(hào)與線性系統(tǒng).

50、[M]北京：高等教育出版社</p><p>　　[6]江月松.光電技術(shù)與實(shí)驗(yàn).[M]北京：北京理工大學(xué)出版社</p><p>　　[7]陳希有.電路理論基礎(chǔ).[M]北京：高等教育出版社</p><p>　　[8]張肅文.高頻電子線路（第五版）.[M]北京：高等教育出版社</p><p><b>　　致謝</b></

51、p><p>　　畢業(yè)論文能夠順利完成，再次我要表達(dá)我最誠(chéng)摯的感謝！</p><p>　　首先要感謝我的指導(dǎo)老師xx老師，從選題到論文的結(jié)構(gòu)到最終的定稿成文，xx老師都給與了我很多的支持和指導(dǎo)，幫助我順利的完成我的本科畢業(yè)論文，并且在寫(xiě)作的過(guò)程中回顧了大學(xué)中學(xué)到的不少知識(shí)，也學(xué)到了很多新知識(shí)。</p><p>　　其次我要感謝和我寫(xiě)作相關(guān)的文章的作者們，本文的寫(xiě)作初衷以及