[发明专利]一种鉴相电路

摘要

本发明公开了一种鉴相电路。现有的鉴相电路缺乏有效的波形整形；存在边缘抖动，加大了测量误差。本发明包括比较器、数字鉴相器、滤波器和差分放大器。比较器将两路正弦信号转换为两路与之对应的方波，数字鉴相器将两路方波的相位差转化为两路脉宽不同的脉冲之间的脉宽差，滤波器将所述两路脉冲分别转换成与之对应的直流电平信号，两路直流电平经过差分放大器得到的电压信号与相位差是一种线性关系。通过测量差分放大器输出的电压进而得到两路信号相位差。本发明能够有效地提高测量精度和扩展测量量程，并减少影响测量误差的因素，提高测量系统的可靠性和可维护性。

主权项

一种鉴相电路，包括比较器、数字鉴相器、滤波器和差分放大器，其特征在于：比较器向数字鉴相器传输方波信号R和方波信号V，数字鉴相器向滤波器传输脉冲信号U和脉冲信号D，滤波器向差分放大器传输直流电压信号Vu和直流电压信号Vd，差分放大器输出电压信号Vdiv；所述的比较器包括第一电容C1、第二电容C2、第一电感L1、第一比较器TLV3502；第一比较器TLV3502的输入引脚INA+连接输入信号Fr，第一比较器TLV3502的输入引脚INB+连接输入信号Fv，第一比较器TLV3502的输入引脚INA‑和输入引脚INB‑与模拟地AGND连接；第一比较器TLV3502的引脚V+、第一电容C1的一端、第二电容C2的正极与3.3V连接；第一比较器TLV3502的引脚V‑与模拟地AGND连接；第一比较器TLV3502的输出引脚QA输出方波信号R；第一比较器TLV3502的输出引脚QB输出方波信号V；第一电感L1的一端接数字地；第一电感L1的另一端、第一电容C1的另一端、第二电容C2的负极与模拟地AGND连接；所述的数字鉴相器包括第一两输入或非门Q1、第二两输入或非门Q2、第一RS触发器D1、第二RS触发器D2、第一四输入或非门Q3、第一三输入或非门Q4和第二三输入或非门Q5；第一两输入或非门Q1的第二输入引脚接输入方波信号R；第二或非门Q2的第一输入引脚接输入方波信号V；第一RS触发器D1的复位端R、第一两输入或非门Q1输出端、第一四输入或非门Q3的第一输入端与第一三输入或非门Q4的第一输入端连接；第二RS触发器D2的复位端R、第二两输入或非门Q2输出端、第一四输入或非门Q3的第四输入端与第二三输入或非门Q5的第三输入端连接；第一RS触发器D1的置位端S、第二RS触发器D2的置位端S、第一三输入或非门Q4的第三输入端、第二三输入或非门Q5的第一输入端与第一四输入或非门Q3的输出端连接；第一RS触发器D1的输出端Q、第一三输入或非门Q4的第二输入端与第一四输入或非门Q3的第二输入端连接；第二RS触发器D2的输出端Q、第二三输入或非门Q5的第二输入端与第一四输入或非门Q3的第三输入端连接；第一两输入或非门Q1的第一输入端、第一三输入或非门Q4的输出端接输出脉冲信号U；第二两输入或非门Q2的第一输入端、第二三输入或非门Q5的输出端输出脉冲信号D；所述的滤波器电路包括第一电阻R1、第二电阻R2、第三电阻R3、第四电阻R4、第五电阻R5、第六电阻R6、第三电容C3、第四电容C4、第五电容C5、第六电容C6、第七电容C7和第八电容C8；第一电阻R1的一端接输入脉冲信号U，第一电阻R1的另一端、第二电阻R2的一端与第三电容C3的一端连接；第三电容C3的另一端连接模拟地AGND；第二电阻R2的另一端、第三电阻R3的一端与第四电容C4的一端连接；第四电容C4的另一端连接模拟地AGND；第三电阻R3的另一端、第五电容C5的一端作为滤波器一个输出端输出直流电压信号Vu，第五电容C5的另一端连接模拟地AGND；第四电阻R4的一端接输入信号D，第四电阻R4的另一端、第五电阻R5的一端与第六电容C6的一端连接；第六电容C6的另一端连接模拟地AGND；第五电阻R5的另一端、第六电阻R6的一端与第七电容C7的一端连接；第七电容C7的另一端连接模拟地AGND；第六电阻R6的另一端、第八电容C8的一端作为滤波器另一个输出端输出直流电压信号Vd，第八电容C8的另一端连接模拟地AGND；所述的差分放大器电路包括第一差分放大器IN106、第二电感L2、第三电感L3、第九电容C9、第十电容C10、第十一电容C11、第十二电容C12、第七电阻R7、第八电阻R8；第一差分放大器IN106的输入引脚Ref接模拟地AGND；第七电阻R7的一端接输入直流电压信号信号Vu；第七电阻R7的另一端接第一差分放大器IN106的输入引脚IN‑；第八电阻R8的一端接输入直流电压信号信号Vd；第八电阻R8的另一端接第一差分放大器IN106的输入引脚IN+；第十一电容C11的负极、第十二电容C12的一端、第一差分放大器IN106的输入引脚V‑接‑15V电源；第三电感L3的一端接数字地GND；第三电感L3的另一端、第十二电容C12的另一端、第十一电容C11的正极与模拟地AGND连接；第九电容C9的一端、第十电容C10的正极、第一差分放大器IN106的引脚NC、第一差分放大器IN106的输出引脚V+与+15V电源连接；第二电感L2的一端接数字地GND；第二电感L2的另一端、第九电容C9的另一端、第十电容C10的负极与模拟地AGND连接；第一差分放大器IN106的输出引脚OUT、第一差分放大器IN106的引脚Sense作为差分放大器的输出端输出电压信号Vdiv。