高精度相位計及其工業(yè)以太網(wǎng)接口設(shè)計.pdf

1、為解決國內(nèi)相位計精度低，種類少，過分依靠國外進(jìn)口的問題，本文立足于國內(nèi)市場需求對高精度相位計進(jìn)行深入研究。通過對自動換程、鑒相電路、顯示電路、以太網(wǎng)接口等問題的研究，基于過零鑒相法設(shè)計了一款高精度相位計。該相位計能夠?qū)崿F(xiàn)輸入電壓有效值0.01V-320V量程的自動轉(zhuǎn)換，分辨率為0.1°，被測信號頻率范圍10HZ-1OMHZ?？梢詽M足國內(nèi)市場相位計的需求。
　　 本文的主要工作分為以下4個方面:
　　 1、設(shè)計自動換程電路

2、。該相位計輸入信號的電壓有效值為0.01V-320V。該范圍的輸入信號，無法直接作為后級電路的輸入，必須進(jìn)行衰減或放大。自動換程電路根據(jù)輸入信號的電壓有效值完成不同量程的自動切換，保證不同電壓值的輸入信號，經(jīng)過自動換程電路后，電壓有效值保持在2V以下，作為下一級電路的輸入信號。
　　 2、設(shè)計方波轉(zhuǎn)換電路。該相位計通過測量兩路信號過零點(diǎn)的時間差來計算相位差。為達(dá)到準(zhǔn)確測量的目的，輸入的非方波信號須轉(zhuǎn)換成方波信號。該電路可以將脈沖

3、信號，正弦信號轉(zhuǎn)換為同頻的方波信號。為了確保方波信號具有理想的上升沿，信號經(jīng)過兩次整形，從而得到上升沿陡峭的方波信號。
　　 3、設(shè)計鑒相電路。該電路由兩個脈沖發(fā)生電路和基本RS觸發(fā)器構(gòu)成。當(dāng)方波信號的下降沿到來時，脈沖發(fā)生電路將產(chǎn)生小于10ns的尖脈沖。兩路脈沖發(fā)生電路的輸出分別作為基本RS觸發(fā)器的置0信號和置1信號?；綬S觸發(fā)器輸出一個占空比正比于相位差的方波信號。將該方波信號的電壓做進(jìn)一步轉(zhuǎn)換，通過低通濾波器后，可以得到

4、反映相位差的直流電壓。
　　 4、設(shè)計以太網(wǎng)接口電路。該接口以S3C2440為主控芯片，控制DM9000完成相位計輸出數(shù)據(jù)與上位機(jī)之間的通信。通過分析S3C2440的存儲系統(tǒng)，指令系統(tǒng)以及中斷系統(tǒng)，完成了S3C2440初始化代碼的編寫以及物理地址到虛擬地址的重新映射。編寫uC/OS-Ⅱ操作系統(tǒng)的底層代碼，完成uC/OS-Ⅱ操作系統(tǒng)基于S3C2440上的移植，編寫DM9000以太網(wǎng)芯片的驅(qū)動程序，測試ARP協(xié)議的發(fā)送與接收，實現(xiàn)單