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基于鎖相環(huán)的可變量程轉速控制系統

作者: 時(shí)間:2011-06-28 來(lái)源:網(wǎng)絡(luò ) 收藏
3 量程可變的信號檢測

本文引用地址:http://dyxdggzs.com/article/161896.htm

  3.1 CD4046的倍率可變的窄帶跟蹤電路

  PLLCD4046[4]是由存儲式邊沿觸發(fā)鑒頻鑒相電路、VCO壓控振蕩器、低通濾波器等組成的相位負反饋閉環(huán)電路。該電路的鑒相器克服了正弦鑒相器的非線(xiàn)性及無(wú)鑒頻功能的缺陷[2~3],且其同步帶、捕捉帶和快捕帶相同,捕捉時(shí)間等于快捕時(shí)間,失鎖時(shí)捕捉能力強、速度快。

  CD4046的倍率可變的窄帶跟蹤電路總體組成如圖4所示。其中,A1、A2及其阻容元件組成同相有源比例積分濾波器,÷N電路為N倍分頻器。采用有源比例積分器作環(huán)路濾波時(shí),鎖具有很好的窄帶跟蹤特性。

  

  3.2 提高跟蹤精度的措施

  

  3.3 倍頻原理及控制器量程分檔

  鎖是一個(gè)頻率信號具有相位負反饋的電路。當相位鎖定時(shí),輸入信號和反饋信號fi的頻率相同,相位差固定(與鑒相器形式有關(guān),這里為零相位差)。倍頻原理如圖5所示。如在壓控振蕩器后面接有可變分頻系數的N分頻器(這里采用人工切換分頻器CD4046的輸出端而得到不同的分頻系數),反饋到鑒相器的信號頻率為f0/N,當鑒相器相位鎖定時(shí),fi=f0/N,即f0=Nfi。若以壓控振蕩器的輸出頻率f0作輸出信號,就達到了N倍頻的目的(即 f0=Nfi),分頻器分頻系數N即為電路的倍頻系數。對于研制的四極電機的控制器而言,可分為三檔:1500r/min、750r/min、375r/min,則取倍頻系數分別為16、32、64,各檔對應的最高頻率都為1600Hz。這為電荷轉移式f/v轉換電路的定時(shí)參數的設計帶來(lái)了方便??刂破饕?a class="contentlabel" href="http://dyxdggzs.com/news/listbylabel/label/轉速">轉速表指示電機,分三檔量程指示,使操作更直觀(guān)方便,精度更高。

  

  4 試驗結果

  圖4中,將分頻器短接(即N=1),便以?xún)x器觀(guān)察電路的跟蹤特性,用低頻特性測試儀作掃頻信號發(fā)生器,其輸出信號加到被測試電路代替傳感器信號fi,同時(shí)加到本身的輸入端以觀(guān)察并調整掃頻速率。用動(dòng)態(tài)分析儀分析fi和fo的頻譜并同時(shí)觀(guān)察兩路信號的跟蹤情況。設置掃描頻率范圍為200Hz~20kHz,掃描速率到滿(mǎn)幅1.5秒做電路功能測試,結果如表1所示。第一點(diǎn)的明顯的誤差產(chǎn)生原因是掃頻信號由于20kHz瞬時(shí)返0,濾波電容放電跟不上所致,手動(dòng)掃描時(shí)無(wú)此現象,實(shí)際測量時(shí)無(wú)此突變情況。該掃描速度相當于20kHz/1.5s=13.3kHz??梢?jiàn)該電路的頻率跟蹤性能是優(yōu)良的。

  

  該電路系統已成功使用在具有卷繞特征的調速系統中,具有價(jià)格低廉、制作方便、信號檢測精度高、分檔方便的特點(diǎn),可廣泛應用于被控信號頻率變化范圍大、變化速度高的場(chǎng)合。


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