[发明专利]带测频功能的简易交流信号相位捕获电路

摘要

本发明涉及一种带测频功能的简易交流信号相位捕获电路。本发明主要是利用了比较器能比较两个输入电压是否相等，并且能判断出两个电压之间的大小关系。根据设定捕获的相位，选择参考信号进行比较，每当待测信号的相位到达设定的捕获相位时，比较器的输出会输出跳变沿，根据此跳变沿是上升沿跳变还是下降沿跳变可判断是否捕获到该相位。因此，只要检测比较器输出端的跳变沿即可捕获设定的相位。本发明原理简单可行，电路构造简单、所用元件少，成本低廉。

主权项

1. 带测频功能的简易交流信号相位捕获电路，由电阻R2、电阻R3、电阻R4、电阻R5、可变阻R1、可变电阻R6、接口P1、接口P2、接口P3、比较器U1组成，其特征在于：可变电阻R1的一端、电阻可调端与接口P1相连，构成待测信号输入端，电阻R1的另一端与电阻R2的一端、电阻R4的一端相连，电阻R2的另一端接地；电阻R4的另一端与比较器U1的正输入端即3号引脚相连；可变电阻器R6的一端、电阻可调端与接口P2相连，组成直流基准电压的输入端，可变电阻器R6的另一端与电阻R3的一端、比较器U1的负输入端即2号引脚相连；电阻R3的另一端接地；比较器U1的8号引脚和比较器供电电源VCC、电阻R5的一端相连；比较器U1的4号引脚接地；比较器U1的输出端即1号引脚和电阻R5的另一端、接口P3相连组成信号的输出端；其中，比较器U1型号为LM393，电阻R5为上拉电阻，使该电路默认输出高电平，增加输出驱动能力；当有待测交流信号输入时，先调节可变电阻R1，将它缩小适当比例，使加载到比较器U1正输入端的信号有合适的幅值；选择合适的直流参考信号VDD；由于加载到比较器U1正输入端的信号与原信号的频率相位都相同，因此只要根据该信号的待捕获相位，即可算出该相位时加载到比较器U1正输入端的电压值V₁；然后调节可变电阻R6，使加载到比较器U1负输入端的参考电压等于V₁；当比较器U1正输入端的信号幅值大于V₁时，比较器输出端接口输出高电平；当比较器U1正输入端的信号幅值小于V₁时，比较器输出端接口输出低电平；比较器U1正输入端电压每经过一次V₁时，比较器U1输出端就会产生一次电平跳变，只要再检测该跳变是上升沿跳变还是下降沿跳变，就能准确分辨是否为待捕获相位；另外，由于比较器具有波形变换的功能，交流信号输入后，输出信号为与之同频率的方波信号；设定的待捕获相位不同，则输出方波的占空比不同，但是方波的频率始终和原输入信号的频率一致；因此只要在本电路中检测出比较器输出方波的频率即可得到待测交流信号的频率。