信號檢測電路設(shè)計(jì)原理

信號檢測電路如圖3 (a) ,波形如圖3 (b) 所示:

圖3 (a) 中LM393 等組成兩個(gè)施密特電壓比較器,用于分別檢測兩路交流信號的零
點(diǎn)。將兩種近似正弦波的電壓信號變成方波信號,如圖3 (b) 中波形A、B、C、D、所示。
由D1 、D2 觸發(fā)器(一片74HC74) 組成的電路,在單片機(jī)P1. 0 、P1. 1 的控制下完成對
周期信號的檢測。當(dāng)P1. 0 = 0 時(shí), Q1 = Q2 = 0 ;當(dāng)P1. 0 由0 轉(zhuǎn)為1 ,且B 點(diǎn)信號由0 變
為1 時(shí),D1 翻轉(zhuǎn), Q1 = 1 ,此時(shí)Q2 仍為0 ,當(dāng)B 點(diǎn)信號第二次由0 變?yōu)? 時(shí),D1 再次翻
轉(zhuǎn), Q1 = 0 ,同時(shí)D2 也翻轉(zhuǎn), Q2 = 1 。80C31 查詢到P1. 1 = 1 時(shí), 讓P1. 0 = 0 ,完成一次
檢測。其波形如圖3 (b) 中B、P1. 0 、T、Q2 。這種電路進(jìn)檢測上升沿,提高了檢測精度。
由D3 、D4 觸發(fā)器(一片74HC74) 組成的電路,在單片機(jī)P1. 0 控制下完成時(shí)間差信號
檢測。當(dāng)P1. 0 = 0 時(shí),電路不工作, Q3 = Q4 = 0 ;當(dāng)B 點(diǎn)信號由0 變?yōu)? 時(shí), Q3 = 1 ,Q4
仍為0 ;當(dāng)D 點(diǎn)信號由0 變?yōu)? 時(shí), Q4 = 1 ,同時(shí)Q3 被清零,從而檢測出兩信號的時(shí)間差。
波形如圖3 (b) 中B、D、P1. 0 、Δt 。
根據(jù)相位差的定義和傳感器的錯(cuò)半齒安裝,兩路信號的相位差Δ< 與周期T 及時(shí)間
差Δt 的關(guān)系為:Δ< = (360°/ T) Δt - 180°。利用80C31 內(nèi)部的T0 、T1 定時(shí)器可以較準(zhǔn)確的求出T、Δt 。具體為:將T0 、T1 設(shè)成內(nèi)部計(jì)數(shù)器形式( C/ T = 0) ,工作在方式2 狀態(tài),
GA T E = 1 , TR = 1 ,這樣當(dāng)TN T0 、TN T1 = 1 時(shí)T0 、T1 計(jì)數(shù),采用12MHz 晶振,每計(jì)一
次數(shù)時(shí)間為1μs。在中斷服務(wù)中,用R7 ,R5 記錄T0 、T1 中斷次數(shù),以擴(kuò)展計(jì)數(shù)范圍,最后
求得T 和Δt :
Δt = R7 ×28 + ( TL 0)
T = R5 ×28 + ( TL )