4.3 相位差测量设INl和IN2为两路具有相位差经整形后得到的方波信号,Gate2为INl和IN2经过异或后得到的脉冲信号,Fo为FPGA内部的标准高频脉冲信号,取40MHz。将IN2八分频,结合单片机控制,可得到一个动态门控信号Gatel。动态门控与脉冲信号相“与”,可得到门限内的有限个脉冲信号Gate2。Gate1中含有IN2的4个周期,Gate2含有8个异或脉冲。其中分别对clk进行计数,分别得到计数值M和N。根据公式
在F=100kHz时,Mmin≈1600,则δmax(△ψ)≈0.9°
FPGA内部生成一个D触发器,以INl为触发器的数据输入,IN2为触发器的时钟输入,若触发器输出端为高电平,则△ψ》O°;若输出端为低电平,则△ψ《0°。
5 主要功能电路
5.1 有效值检测模块
采用高精度、高带宽的真有效值检测器件AD637。输出直流约有0.1 V的波纹.对小信号的测量存在很大误差。系统有效值检测模块后接一级截止频率为10 Hz的低通滤波器,滤除直流信号的波纹。即使在最小的有效值,检测几乎没有误差。如图3所示。
5.2 示波器显示模块
为了在示波器上显示曲线,需要通过2个D/A转换器向X、Y轴同步送入扫描信号和数据信号。选用DAC0800作为数模转换器,由于扫描信号为0~5 V的锯齿波信号,而数据信号为一5~5 V,扫描信号和数据信号的D/A转换器分别采用单极性和双极性接法。图4给出DAC0800双极性接法电路,单极性接法只将R1短路即可。