[發明專利]一種非連續模擬差分信號頻率與相位采集方法

有效

• 申請號: 201611155415.1
• 申請日: 2016-12-14
• 公開（公告）號: CN108227541B
• 公開（公告）日: 2020-11-13
• 發明（設計）人: 張弛;毛寧;常博博;劉驍;馬振華;梁欣穎
• 申請（專利權）人: 中國航空工業集團公司西安航空計算技術研究所
• 主分類號: G05B19/042
• 分類號: G05B19/042
• 代理公司: 中國航空專利中心 11008
• 代理人: 杜永保

1.一種非連續模擬差分信號頻率與相位采集方法，其特征在于：通過以下步驟；

步驟1：將非連續模擬差分信號接入鉗位濾波電路，得到限幅和濾波后的信號Ui+和Ui-；其中，二極管V1、二極管V2、二極管V3、二極管V4構成的鉗位電路將輸入電壓范圍限制在[-5V，5V]的區間，R1、C1和R2、C2分別構成低通濾波，可以濾除高頻干擾；

步驟2：將Ui+和Ui-接到差分比例放大電路，轉換為放大后的單端信號Ui；其中，運算放大器D1、R3、R4、R5構成差分放大器；

步驟3：將Ui接到過零比較電路和參考脈沖產生電路，生成兩路方波信號，一路為Ui和零電平比較后的信號U1，一路為Ui和參考電平比較后的信號U2，參考電平的選擇應該大于干擾信號的幅值，小于需采集模擬信號的幅值；其中，比較器D2、R6、R7、R8構成過零比較器，比較器D3、R9、R10、R11構成參考方波輸出生成器；

步驟4：將U1和U2接入同頻同相調理電路，通過對觸發器清零端的設計，觸發器清零端：將U1接入觸發器D4的時鐘端和反相器D7的輸入端，將+5V接入觸發器D4、觸發器D5、觸發器D6的輸入端，將U2、+5V、反相器D7的輸出端分別接入觸發器D4、觸發器D5、觸發器D6的清零端CLR，將觸發器D4的輸出端接入觸發器D5的時鐘端，將觸發器D5的輸出端接入觸發器D6的時鐘端；

構造出一路和非連續模擬信號同頻同相的方波信號Uo，Uo去除了前端信號可能引入的等輸入時比較器錯誤輸出或干擾信號產生的虛假脈沖；其中，觸發器D4、觸發器D5、觸發器D6、反相器D7構成同頻同相方波生成器；步驟5：將Uo接入DSP、CPU或可編程邏輯采集電路，通過脈沖計數方法計算其頻率，通過捕捉上升沿獲得其相位，這就實現了對非連續模擬差分信號頻率與相位的采集。

2.根據權利要求1所述的一種非連續模擬差分信號頻率與相位采集方法，其特征在于：所述步驟1中鉗位濾波電路由電阻、電容、二極管組成，濾除高頻干擾，同時對輸入信號進行限幅。

3.根據權利要求1所述的一種非連續模擬差分信號頻率與相位采集方法，其特征在于：所述步驟2中比例放大電路是由運放和電阻組成的差分放大器，放大倍數由輸入電阻和反饋電阻決定。

4.根據權利要求1所述的一種非連續模擬差分信號頻率與相位采集方法，其特征在于：所述步驟3過零比較電路和參考脈沖產生電路由比較器、電阻和參考電平組成，具有滯回功能，用來產生過零比較信號U1和參考方波信號U2。

5.根據權利要求1所述的一種非連續模擬差分信號頻率與相位采集方法，其特征在于：所述步驟4同頻同相調理電路由觸發器組成，用來生成一路和非連續模擬信號同頻同相的方波信號Uo，濾除前端信號可能引入的等輸入時比較器錯誤輸出或干擾信號產生的虛假脈沖。

6.根據權利要求1所述的一種非連續模擬差分信號頻率與相位采集方法，其特征在于：所述步驟5中DSP、CPU或可編程邏輯采集電路，用來提取方波信號Uo的頻率和相位信息。