[发明专利]一种工频信号和冲击信号叠加相位控制电路

权利要求书

1.一种工频信号和冲击信号叠加相位控制电路，包括锁相环电路(1)、分频电路(2)、脉冲计数器(3)、数据比较电路(4)和相位设定电路(5)，其特征在于：所述分频电路(2)用于将锁相环电路(1)输出信号4000倍分频后反馈至锁相环电路(1)的输入端，并将反馈至锁相环电路(1)中的分频信号与原始输入锁相环电路(1)的工频信号进行比较，实现锁相闭环控制，产生与所述工频信号无相位差且频率为工频信号4000倍的振荡信号，所述振荡信号每振荡一个周期则对应工频信号相位增加0.09°；其中，所述锁相环电路(1)采用市场上通用的锁相环集成电路CD4046实现，用于闭环控制使经分频电路(2)4000分频后反馈至锁相环电路(1)输入端的信号与工频信号同频率且无相位差，并在锁相环电路(1)的输出端产生输入工频信号4000倍频率且无相位差的倍频信号；

所述脉冲计数器(3)用于通过对倍频后的振荡信号的振荡次数进行计数来确定工频信号当前所处相位，所述脉冲计数器(3)的计数值每增加1则对应工频信号的相位增加0.09°；

所述相位设定电路(5)用于设置欲施加的冲击信号相对于工频信号零相位点的相位差，设置值乘以0.09°即为冲击信号施加点相对于工频信号零相位点的相位差；

所述数据比较电路(4)用于同时接收脉冲计数器(3)和相位设定电路(5)的数值并同步进行比较，进而确定工频信号当前相位是否为设置的欲施加脉冲信号的相位；当比较结果不相等时，则表示工频信号当前相位未到达设置相位，此时数据比较电路(4)维持输出低电平；当比较结果相等时，则表示确定工频信号当前相位为欲施加脉冲信号的相位，此时数据比较电路(4)输出高电平并控制脉冲发生器输出脉冲信号，实现冲击信号按设置相位与工频信号叠加。

2.根据权利要求1所述的一种工频信号和冲击信号叠加相位控制电路，其特征在于：所述分频电路(2)的输入端接锁相环电路(1)的输出端，所述分频电路(2)的输出端接锁相环电路的输入端，使锁相环电路(1)形成闭环环路；

所述分频电路(2)包括4000进制循环计数器和翻转触发器(2.21)；所述4000进制循环计数器由12个触发器(2.6、2.7、2.8、2.9、2.10、2.11、2.13、2.14、2.15、1.16、1.17、2.18)、6个反相器(2.1、2.2、2.3、2.4、2.5、2.12)、1个12输入与门(2.20)和1个两输入与门(2.19)构成；

所述4000进制循环计数器的12个触发器(2.6、2.7、2.8、2.9、2.10、2.11、2.13、2.14、2.15、1.16、1.17、2.18)顺次连接，低一位的触发器的输出端Q接至高一位的触发器的脉冲输入端，第0位的触发器(2.6)的脉冲输入端接输入信号，同时第0位的触发器(2.6)、第1位的触发器(2.7)、第2位的触发器(2.8)、第3位的触发器(2.9)、第4位的触发器(2.10)、第6位的触发器(2.13)的输出端通过相应的反相器分别接至12输入与门(2.20)的6个输入端，剩余6个触发器(2.11、2.14、2.15、2.16、2.17、2.18)的输出端分别直接与12输入与门(2.20)的其余6个输入端相连，所有触发器的清零端CLR均直接与两输入与门(2.19)的输出端相连；

所述两输入与门(2.19)的其中一个输入端接输入信号，另一个输入端接12输入与门(2.20)的输出端；当输入脉冲数为4000时，12输入与门(2.20)的输入端则全为1，其输出端为1，此时两输入与门(2.19)的输出由输入信号决定，当下一个输入脉冲到来时，脉冲通过两输入与门(2.19)的输出端作用于12个触发器的清零端，将4000进制循环计数器的数据置为零并重新开始计数，当输入脉冲数不为4000时，12输入与门(2.20)的输入端不全为1，则其输出端为0，此时两输入与门(2.19)输出低电平，4000进制循环计数器正常计数；

所述翻转触发器(2.21)的J端和K端均直接与12输入与门(2.20)的输出端相连，所述翻转触发器(2.21)的脉冲输入端接输入信号；当输入脉冲数为4000时，12输入与门(2.20)的输出端和翻转触发器(2.21)的J端、K端全为1，此时翻转触发器(2.21)工作于翻转模式，当下一个脉冲，即第4001个脉冲到来时翻转触发器(2.21)的输出实现翻转；当输入脉冲数不为4000时，12输入与门(2.20)的输出端和翻转触发器(2.21)的J端、K端全为0，此时翻转触发器(2.21)工作于保持模式，其对输入的脉冲信号不响应，一直保持至下一个4000个脉冲计数到来时再次反转。