巧妙利用數(shù)字鎖相環(huán)測量汽車轉(zhuǎn)速
| 利用數(shù)字鎖相環(huán)芯片4046和可變計數(shù)器4018實現(xiàn)對汽車轉(zhuǎn)速的測量，通過計數(shù)、譯碼、顯示，直觀得出測量結(jié)果，對關(guān)鍵的設(shè)計環(huán)節(jié)進行了仿真，驗證了設(shè)計的可行性。 鎖相環(huán)路誕生于20世紀30年代。近年來，鎖相技術(shù)在通信、航天、測量、電視、原子能、電機控制等領(lǐng)域，能夠高性能地完成信號的提取、信號的跟蹤與同步，模擬和數(shù)字通信的調(diào)制與解調(diào)、頻率合成、濾波等功能，已經(jīng)成為電子設(shè)備中常用的基本部件之一。為了便于調(diào)整，降低成本和提高可靠性，目前已有多種不同性能的集成鎖相環(huán)電路，主要分為模擬和數(shù)字兩種。 數(shù)字鎖相芯片4046結(jié)構(gòu)簡單，接線方便，功能擴展容易，在音頻發(fā)生器設(shè)計、鑒相、頻率合成、壓頻轉(zhuǎn)換等方面獲得廣泛應(yīng)用。本文利用4046的鎖相和壓控振蕩原理，結(jié)合計數(shù)器的分頻功能，并通過計數(shù)和譯碼顯示測量不同汽缸汽車的轉(zhuǎn)速。 2 數(shù)字鎖相環(huán)4046的功能及在本設(shè)計中的應(yīng)用 2.1 數(shù)字鎖相環(huán)4046功能簡介 數(shù)字鎖相環(huán)4046包含兩個相位比較器，一個壓控振蕩器（VCO），一個源極跟隨器和齊納二極管。比較器有兩個共用信號輸入端，一個是輸入信號端，一個是比較信號輸入端，對于大幅值信號，可直接耦合到比較器輸入端，對于小幅值信號，可通過電容耦合到放大器上，再送給信號輸入端。 相位比較器1是一個或門，產(chǎn)生相位差信號（相位比較器1輸出），并在壓控振蕩器的輸出信號中心頻率處保持90°相移不變。只要輸入信號和比較信號（占空比都為50%）的相位差保持恒定，壓控振蕩器輸出信號的中心頻率就跟蹤輸入信號的頻率，這也是鎖相環(huán)鎖相的本質(zhì)。 相位比較器2是邊緣觸發(fā)的數(shù)字存儲網(wǎng)絡(luò)，產(chǎn)生相位差信號（相位比較器2輸出）和鎖定信號（相位脈沖輸出），并在壓控振蕩器的輸出信號中心頻率處保持0°相移不變。只要輸入信號和比較信號（與占空比無關(guān)）的相位差保持恒定，壓控振蕩器輸出信號的中心頻率就跟蹤輸入信號的頻率。 壓控振蕩器（VCO）產(chǎn)生的信號從VCO OUT 輸出，振蕩頻率由壓控振蕩器輸入信號（VCO IN）和6、7管腳間的電容和11、12管腳上接的電阻共同確定，當(dāng)外圍參數(shù)確定后，振蕩頻率的大小與壓控振蕩器輸入信號成線性關(guān)系。 源極跟隨器通過外接10kΩ以上的電阻接地。當(dāng)INHIBIT 輸入端信號為高電平時，就會屏蔽壓控振蕩器和源極跟隨器來減小功耗。齊納二極管主要起穩(wěn)壓作用。 4046有以下主要特點： (1) 較寬的電源電壓范圍（3.0～18V）； (2) 低功耗（70μA）； (3) 振蕩頻率高且穩(wěn)定（1.3MHz）； (4) 頻率溫度漂移??； (5) VCO輸出線性好. |
