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波形变换问题请教(4046、4013、4001,乘法器,倍频、移相)

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楼主
本帖最后由 xiao-Dong 于 2012-11-8 15:42 编辑

首先说先我想实现的信号变换, 90°相位差的A\B两路正弦波信号,在0-200KHZ之内变化。齿轮传感器上的,本身齿轮传感器产生的是一周256个相位差90°的正弦波信号,想能输出512、1024、4096个方波。
如上图中,是四倍频后的示意图,可看出四倍频后的方波也是有90°的相位差!

  如何二、四、八倍频成相位差还是90°的方波信号,牵涉到倍频和移相等问题。 另外Z向要实现占空比和相位可调,现在先把初步试验反映出来的问题描述下:
我开始想得简单了,是这样做的:比较器LM339变方波,再进锁相环CD4046,经触发器CD4001四分频处理,最终出来四倍频信号,但是问题如下:(1)锁相环原理决定了输入信号和分频后输入锁相环信号有相位差存在,不可避免,要是完全相位频率一致则鉴相器出来的直接是0,也就没得做了,但是根据要求,要实现倍频后信号和原信号周期上还是要达到对应倍数关系的(2)A\B两路信号都四倍频后,信号完全成了一样的,不能实现四倍频后还有90°相位差。考虑后发现原来先得把第二路移相22.5°才行,频率变化0-200KHZ,怎么才能做到这种精确移相,数字移相器看起来很复杂,有的还是需要写程序来控制的,模拟移相器对频率要求较固定,不能满足这么大范围的频率变化啊,其实数字移相器也是窄带的,有一定范围限制。(3)Z向也需要实现移相的问题,如图所示, Z向信号的要求比较不固定,这是其中一种,有的是要求Z上升沿与A上升沿对齐,Z下降沿与B上升沿对齐等,总之要做到能实现占空比、相位可调,这个临时没方案,希望各位大神帮忙提示一下。
  也可能是我想的太复杂了,因为有的好几个厂家都有这种信号变换的产品,而且个头很小,我估计电路实现也没多少件,产品的图我都附件传上来了,希望大家能考虑一下,帮忙接到,谢谢。
  另外我考虑,模拟乘法器可不可以,但想到MC1496可实现信号的二倍频,那四倍,八倍,十六倍的岂不是需要很多芯片,有点太复杂了。

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沙发
elec921| | 2012-11-8 09:29 | 只看该作者
关注此贴…………
有的厂家做出这种信号变换的产品来了,而且很小很精致,总共也没几个件,------------------CPLD?

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板凳
xiao-Dong|  楼主 | 2012-11-8 15:34 | 只看该作者
我也觉得可能是,但是这回答对问题没帮助,呵呵。能帮忙考虑下原理吗?CPLD也是需要数电模电的电路模块的,能实现功能的话,大点也没关系

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地板
Cortex-M0| | 2012-11-8 16:00 | 只看该作者
呵呵~~~

这是N年前的老话题了~~~

那时叫N细分技术~~~

LZ说的四倍频,即4细分, 依次类推~~~

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5
Cortex-M0| | 2012-11-8 16:09 | 只看该作者
四细分就不过多说了,简单的整型组合后,通过双向计数即可实现。

多细分电路就复杂多了,很多年前,俺做过20细分,基本原理,通过搭在A,B两相上的电阻阻值不同,取出对应的移相信号,经运放放大整型,然后将这N点不同相位的电平,经逻辑判断组合后,输出20细分的计数脉冲。

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6
Cortex-M0| | 2012-11-8 16:17 | 只看该作者
现代技术要实现起来就放便多啦~~~

一般将A,B两相整型后先 4细分计数,作为 0-90-180-270度 区间内的参考基准。

接着,将A,B两相上的电压,经运放稳幅放大,送ADC检测,通过asin ,  acos 运算,结合上述 0-90-180-270度 区间内的参考基准,可求出当前位置的角度值,也可通过插值运算,可求得分辩率更高的角度值。

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7
xiao-Dong|  楼主 | 2012-11-9 14:29 | 只看该作者
本帖最后由 xiao-Dong 于 2012-11-9 14:30 编辑

老师,您写的比较简略,这种电路我第一次接触,所以这方法没怎么看懂。能不能麻烦您详细分析一下四细分电路的实现过程,如果方便的话,可以可以加我QQ,直接请教你,我的QQ:1277383753,谢谢啦。

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8
Cortex-M0| | 2012-11-9 16:57 | 只看该作者
9
Cortex-M0| | 2012-11-9 17:18 | 只看该作者
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Cortex-M0| | 2012-11-9 17:20 | 只看该作者
第7章_信号细分与分辨电路.rar (222.99 KB)

光电编码器的应用_细分原理.pdf (353.7 KB)

基于TMS320F2812的高精度编码器电路设计.pdf (497.2 KB)

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11
xiao-Dong|  楼主 | 2012-11-12 09:19 | 只看该作者
老师,你好。我仔细看了您给的资料,这个资料内容丰富,对我帮助很大。初步的了解了细分电路的概念和原理,再次表示诚挚的感谢。您给的那个链接地址的资料,是单稳四细分变相电路,这个电路同一时间只能输出一路倍频信号,不能满足信号输出要求。光电编码器的应用_细分电路的PDF资料,对应的是只读存储器细分,这个我个人觉得在低频时偏差可能有点大,虽然可以提高AD转换的位数,但几十、几百赫兹的时候,零点几伏的偏差,还是会造成细分前后比较明显的相位差,但这个看似也是最可行的方法。其他几种,电阻链式的,很难在宽频带内匹配好阻值,达到较为准确的90°相位差。相位跟踪细分和幅值跟踪细分,实现起来难度很大啊,都没怎么看懂,频率的那个用锁相环的就是我实验过的例子。再次感谢您无私贡献资料,另外,您上面讲的四细分电路,原理是只读存储器细分的吗?还有Z向的相位和幅值有什么好的方法调?希望您不吝赐教!

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12
Cortex-M0| | 2012-11-13 06:14 | 只看该作者
不用谢,俺只是花了几分钟时间,网上随便搜搜,涮选了一下罢了~~~

至于四细分电路,最简单不过了,常用的方法是先对波型整型(转变为TTL电平),通过简单的门电路(如用异或门)就能实现四细分,至于判向,增加少量的门电路,将脉冲边沿取出,结合输入A,B相的当前电平,就能判断。
关于Z向的相位和幅值,一般是先对波型整型(转变为TTL电平),再结合输入A,B相的当前电平,取出其1/4的脉宽即可(如用与门)。

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13
Cortex-M0| | 2012-11-13 06:24 | 只看该作者

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14
Cortex-M0| | 2012-11-13 06:30 | 只看该作者
至于4细分后,输出 1路脉冲,加 1路方向信号,还是 2路 加减计数独立脉冲,完全可以通过简单的门电路加以转换,自己好好想一想吧~~~

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15
xiao-Dong|  楼主 | 2012-11-13 17:07 | 只看该作者
再次感谢,我好好考虑下这类问题,试着做一下。

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16
elec921| | 2012-11-13 21:18 | 只看该作者
很好,学习了

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17
nitu| | 2012-12-4 15:42 | 只看该作者
LZ你可知道200HZ,的正弦波分出4096个方波与另一路正交,就是4096X4倍细分,这是很难的,HeiDeHan的光栅电子细分也没这么牛啦。。有家一般做到几百细分就很不错啦。

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18
nitu| | 2012-12-4 15:49 | 只看该作者
LZ做出来了可以出来交流交流哦

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19
nitu| | 2012-12-4 15:49 | 只看该作者
LZ做出来了可以出来交流交流哦

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hxk767805868@12| | 2012-12-14 13:10 | 只看该作者
没看懂!

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