基于单片机控制的数字移相器设计

0概述

移相电路常用于同步检测器的数据处理中。目前资料上有很多移相电路，其实现方法多种多样，大致可分为模拟式和数字式移相器两类。模拟式移相器的电路较为复杂、线性差、测试精度低；数字式移相器大多以标准逻辑器件按传统数字系统设计方法设计而成，其缺点为功耗大、可靠性低。本文介绍的基于单片机控制的数字移相器，采用环形队列实现信号波形的任意相位移相，并且保持波形的幅度、频率不变。其测试精度高，失真度小。系统原理方框图如图1所示。

1系统硬件电路设计

本系统的硬件电路主要由输入信号倍频电路、AT89C51单片机、A/D转换器、D/A转换器、6116存储器及键盘/显示等电路构成。

1.1输入信号倍频电路

倍频电路由锁相环CC4046及双BCD同步加法计数器4518组成。4518作分频器用，实现720分频，其中，U3：A实现9分频，U2实现80分频。倍频电路中锁相环的输入信号是经过电压比较电路把工频信号变换成的方波信号。当分频器的输出信号(U2：A的6脚输出信号)与锁相环的输入信号fi相一致时，锁相环芯片U1锁存输出的信号频率为fo。假如输入信号频率fi=50Hz，则输出频率fo=36kHz。具体电路如图2所示。

该倍频信号的波形如图3所示，主要有两方面的用途，一是控制A/D转换的采样点数及采样的时间间隔(即一个周期采样720个点)。二是控制D/A输出数据的时间间隔，从而达到输入信号频率与输出信号频率一致。