該實(shí)用新型涉及到電子技術(shù)和單片機(jī)領(lǐng)域,特別是用單片機(jī)控制一種移相器的智能儀器。
背景技術(shù):
移相器在軍事、航天、GPS定位系統(tǒng)、智能天線、微波儀器、電網(wǎng)等領(lǐng)域起著較重要的作用。移相器是一種用于改變信號(hào)的相位的器件,用于產(chǎn)生與輸入信號(hào)存在相位差的同頻信號(hào),是相位計(jì)量、測(cè)量中常用儀器之一,廣泛應(yīng)用于航空、電網(wǎng)、通訊和儀表測(cè)量等方向,傳統(tǒng)移相技術(shù)需要采用大量的電阻和電容,需要人工完成移相調(diào)節(jié)。本實(shí)用新型采用數(shù)字電位器代替?zhèn)鹘y(tǒng)的分立電阻元件,使用單片機(jī)控制,實(shí)現(xiàn)控制電位器阻值,進(jìn)而實(shí)現(xiàn)相位角自動(dòng)調(diào)節(jié)與控制。
技術(shù)實(shí)現(xiàn)要素:
為了實(shí)現(xiàn)相位自動(dòng)、精準(zhǔn)地調(diào)節(jié)與控制,采用數(shù)字電位器和單片機(jī)設(shè)計(jì)一種程控移相器,該實(shí)用新型包括整形電路(1)、移相電路(2)、數(shù)控電位器(3)、單片機(jī)(4)、按鍵(5)和顯示器(6);整形電路(1)、數(shù)控電位器(3)、按鍵(5)和顯示器(6)連接到單片機(jī)(4),數(shù)控電位器(3)再連接到移相電路(2)。整形電路(1)由芯片LM393和電阻R5、R6、R7和R8構(gòu)成,芯片LM393具有兩個(gè)整形通道,引腳3輸入、引腳1輸出為通道A,引腳5輸入、引腳7輸出為通道B;通道A由端口A輸入正弦信號(hào),端口C輸出脈沖信號(hào);通道B由端口B輸入正弦信號(hào),端口D輸出脈沖信號(hào)。移相電路(2)和數(shù)控電位器(3)組成兩級(jí)移相器;數(shù)控電位器(3)采用芯片X9241,該芯片包括四個(gè)程控電阻,四個(gè)程控電阻分別為:引腳1、2,引腳6、7,引腳11、12,引腳18、19;第一級(jí)移相器由芯片LM358的運(yùn)算放大器A和R1、R2、C1和一個(gè)程電阻構(gòu)成,第二級(jí)移相器由芯片LM358的運(yùn)算放大器B和R3、R4、C2和一個(gè)程電阻構(gòu)成。單片機(jī)(4)采用STC12C5204AD,按鍵(5)采用三個(gè)獨(dú)立式按鍵,顯示器(6)采用液晶顯示模塊LCD1602。按鍵(5)可以設(shè)定所需要的移相角,通過(guò)單片機(jī)(4)控制數(shù)控電位器(3)改變X9241的引腳1、2之間的電阻和引腳6、7之間的電阻,使移相器對(duì)輸出信號(hào)Ub產(chǎn)生移相。整形電路(1)端口C、D輸出的兩路脈沖信號(hào),送給單片機(jī)(4)換算成頻率與移相角,送顯示器(6)進(jìn)行顯示。
該實(shí)用新型的有益特征是移相角能夠自動(dòng)、精準(zhǔn)地調(diào)節(jié)與控制,移相角能準(zhǔn)確的顯示。
附圖說(shuō)明
圖1為實(shí)用新型方框圖,圖2為移相電路和數(shù)控電位器原理圖,圖3為整形電路原理圖,圖4為單片機(jī)、按鍵和顯示電路原理圖;其中,1為整形電路、2為移相電路、3為數(shù)控電位器、4為單片機(jī)、5為按鍵、6為顯示器。
具體實(shí)施方式
該實(shí)用新型包括整形電路(1)、移相電路(2)、數(shù)控電位器(3)、單片機(jī)(4)、按鍵(5)和顯示器(6);整形電路(1)、數(shù)控電位器(3)、按鍵(5)和顯示器(6)連接到單片機(jī)(4),數(shù)控電位器(3)再連接到移相電路(2)。整形電路(1)由芯片LM393和電阻R5、R6、R7和R8構(gòu)成,芯片LM393具有兩個(gè)整形通道,引腳3輸入、引腳1輸出為通道A,引腳5輸入、引腳7輸出為通道B;通道A由端口A輸入正弦信號(hào),端口C輸出脈沖信號(hào);通道B由端口B輸入正弦信號(hào),端口D輸出脈沖信號(hào)。移相電路(2)和數(shù)控電位器(3)組成兩級(jí)移相器;數(shù)控電位器(3)采用芯片X9241,該芯片包括四個(gè)程控電阻,四個(gè)程控電阻分別為:引腳1、2,引腳6、7,引腳11、12,引腳18、19;第一級(jí)移相器由芯片LM358的運(yùn)算放大器A和R1、R2、C1和一個(gè)程電阻構(gòu)成,第二級(jí)移相器由芯片LM358的運(yùn)算放大器B和R3、R4、C2和一個(gè)程電阻構(gòu)成。單片機(jī)(4)采用STC12C5204AD,按鍵(5)采用三個(gè)獨(dú)立式按鍵,顯示器(6)采用液晶顯示模塊LCD1602。按鍵(5)可以設(shè)定所需要的移相角,通過(guò)單片機(jī)(4)控制數(shù)控電位器(3),改變X9241的引腳1、2之間的電阻和引腳6、7之間的電阻,使移相器對(duì)輸出信號(hào)Ub產(chǎn)生移相。整形電路(1)端口C、D輸出的兩路脈沖信號(hào),送給單片機(jī)(4)換算成頻率與移相角,送顯示器(6)進(jìn)行顯示。
本實(shí)施例中,需移相的正弦信號(hào)由信號(hào)輸入端Ua送入到移相電路(2),經(jīng)移相電路(2)的正弦信號(hào)由信號(hào)輸出端Ub傳出。輸入信號(hào)再通過(guò)端口A送入到整形電路(1),輸出信號(hào)通過(guò)端口B送入到整形電路(1),經(jīng)整形電路(1)輸出的脈沖信號(hào)由端口C和端口D送入到單片機(jī)(4),進(jìn)行頻率和相位差測(cè)量。單片機(jī)(4)芯片STC12C5204AD的引腳8、9分別連接數(shù)控電位器(3)芯片X9241的引腳9、14,實(shí)現(xiàn)單片機(jī)(4)與數(shù)控電位器(3)的通信。圖2、圖3和圖4的信號(hào)連接具體如下,圖2的端口A、B分別連接到圖3的端口A、B,圖3的端口C、D分別連接到圖4端口C、D,圖4的端口SDA、SCL分別連接到圖2的端口SDA、SCL。
本實(shí)施例中,芯片LM358采用正、負(fù)12V供電,芯片X9241、STC12C5204AD和LCD1602采用正5V供電。