最新鉴相电路

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2．R－S触发器鉴相器
R 0 1 0
1
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S
Qn+1
1
0
0
1 SR1
0
不允许 Qn1 S RQn
1
Qn
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2．R－S触发器鉴相器
VCC
&
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&
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2．R－S触发器鉴相器
Vi
VR
V
e 0
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占空比δ=50％
V 0
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2．R－S触发器鉴相器
鉴相电路
3.2.1 概述
• 鉴相电路又称相位解调电路; • 鉴相电路的作用：将输入端的两个信号之间的
相位差转换成某种输入信号，实现调相波的解 调。
• 鉴相电路输入端的两个信号，一个为输入信号， 另一个为参考相位信号。
• 输出信号可以是模拟电压，也可以是数字量。 前者称为模拟鉴相电路，后者称为数字鉴相电 路。
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3.2.3 相位／数字转换器
• 相位／数字转换器用以将输入信号与 参考信号间的相位差转换为数字量输 出。它可由模拟鉴相器和 A/D转换器 构成，但最简便的方法是利用基本数 字电路将相位／脉宽鉴相器的输出脉 冲宽度直接转换成数字量。采用R－S 触发器鉴相器组成的相位／数字转换 器电路如下图所示。
Vi
VR
V
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e 0 占空比δ<50％
V
1
Vme
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2．R－S触发器鉴相器
Vi
VR
V
e 0
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占空比δ>50％
V
1
Vme
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2．R－S触发器鉴相器
V
Vm
e
-2π -π
0 π 2π
Vm
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2．R－S触发器鉴相器
• R－S触发器的鉴相特性为锯齿特性。
VR
Vi Q1 Q2
V
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Q2
= Q1
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3. J－K触发器鉴相器
e (0~π)
VR
Vi Q1 Q2
V
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注意
Leabharlann BaiduVm
Q2
= Q1
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3. J－K触发器鉴相器
e (π ~2π)
VR
Vi
Q1 Q2
V
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注意
Vm
Q2
= Q1
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3. J－K触发器鉴相器
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3.2.3 相位／数字转换器
& &
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加计数
减计数
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3.2.3 相位／数字转换器
• 当 =e 0时，鉴相器的输出脉冲 为V 对称方波，即
为1的持续时间t1与为0的持续时间t2相等，可逆计 数器的加计数值N1与减计数值N2相等，因而电路的 输出数字量D=0。
• 目视仪表系统中，若要求显示十进制数时， 应采用二一十进制的可逆计数器。
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小结
• 鉴相电路： 几种鉴相电路，各自的特点，测
量范围。
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2
l．异或门鉴相器
Vi
VR
V
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占空比δ=50％～100％
e
0
~
2
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l．异或门鉴相器
V
V
2Vm
e
Vm
-π/2 0 π/2
-Vm
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e
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l．异或门鉴相器
• 异或门鉴相器的测量范围为:
2
e
2
• 异或门鉴相器的线性范围较小；
• 要求两个输入信号的占空比δ必须为50％， 即它们是等宽方波。
•当
＜0时，
e
V为 1的持续时间t1小于为0的持续时间
t2，可逆计数V 器的计数值N1＜N2，输出数字量D必
为负。
• 同理，当 ＞e 0时，输出数字量D为正。由输出数字
量的正、负可判断输入信号与参考信号相位间的超
前、滞后关系，而输出数字量的大小与两信号间的
2相021/位1/27差成比例。
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3.2.3 相位／数字转换器
&
当Vi下跳时：
Q 2 n 1 K 2 Q 2 n J 2 Q 2 n Q 1 n Q 2 n Q 1 n Q 2 n Q 1 n
当VR下跳时：
Q 1 n 1 K 1 Q 1 n J 1 Q 1 n Q 2 n Q 1 n Q 2 n Q 1 n Q 2 n
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3. J－K触发器鉴相器
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3. J－K触发器鉴相器
注意 注意
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3. J－K触发器鉴相器
• J－K触发器的逻辑关系：
Qn1KQnJQn
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3. J－K触发器鉴相器
Qn1KQnJQn
J
K
Qn+1
0
0
Qn
1
0
1
0
1
0
1
1
Qn
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Qn1KQnJQn
• 输出电压的平均值及线性范围分别为
V
Vm
e
V
Vm
e -2π -π
0 π 2π
e
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Vm
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2．R－S触发器鉴相器
• R－S触发器鉴相器的线性范围比异或门鉴 相器扩大了1倍，而且由于采用输入和参考 信号的下降沿触发电路，故对输入和参考 信号波形的占空比无特殊要求。但是在这 种方案中利用RC微分网络提取跳变触发信 号，虽然简单，却易受干扰而产生误触发。
•即
D n N 1 N 2 t1 t2 fc p k T fc p kfc pe
式中，fcp为时标脉冲频率；ω为输入信号的角 频率，k为常数。
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3.2.3 相位／数字转换器
• 检 输入测频相位率的、精参度考取信决号于频时率f标的脉精冲度频和率稳f定cp、
性。由于时钟频率一般都采用石英晶体振 荡器产生，具有十分良好的稳定性，所以 要实现高精度的测量，必须使输入和参考 信号的频率保持稳定。另外，在数字测量 中还存在±1LSB的量化误差，为提高相位 测量的分辨率，应适当提高时标频率和降 低输入信号频率。
4
e
0e 2
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3. J－K触发器鉴相器
• 注意： e =0，2π，4π，…点是奇异点， V
值不确定。所以J－K触发器鉴相器的有效 鉴相范围为2π。 • J－K触发器鉴相器在整个相位差范围内都 是线性的。由于革除了R－S触发器中的RC 微分网络，提高了抗干扰能力。
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V
Vm / 2
0
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2π
4π
e
特性曲线
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3. J－K触发器鉴相器
VR
Vi Q1 Q2
V
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0
Q2
= Q1
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3. J－K触发器鉴相器
• 由图可见，J－K触发器鉴相器的鉴相特性 亦为锯齿特性（ R－S触发器鉴相器亦同）， 输出电压平均值及鉴相线性范围分别为 ：
V
Vm