數字移相器的設計電路圖大全（移相電路/倍頻電路/AD5227/鎖相環(huán)）

數字移相器的設計電路圖（一）

移相電路常用于同步檢測器的數據處理中。目前資料上有很多移相電路，其實現(xiàn)方法多種多樣，大致可分為模擬式和數字式移相器兩類。模擬式移相器的電路較為復雜、線性差、測試精度低；數字式移相器大多以標準邏輯器件按傳統(tǒng)數字系統(tǒng)設計方法設計而成，其缺點為功耗大、可靠性低。

本系統(tǒng)的硬件電路主要由輸入信號倍頻電路、AT89C51單片機、A/D轉換器、D/A轉換器、6116存儲器及鍵盤/顯示等電路構成。

輸入信號倍頻電路

倍頻電路由鎖相環(huán)CC4046及雙BCD同步加法計數器4518組成。4518作分頻器用，實現(xiàn)720分頻，其中，U3：A實現(xiàn)9分頻，U2實現(xiàn)80分頻。倍頻電路中鎖相環(huán)的輸入信號是經過電壓比較電路把工頻信號變換成的方波信號。當分頻器的輸出信號（U2：A的6腳輸出信號）與鎖相環(huán)的輸入信號fi相一致時，鎖相環(huán)芯片U1鎖存輸出的信號頻率為fo。假如輸入信號頻率fi=50Hz，則輸出頻率fo=36kHz。具體電路如圖2所示。

該倍頻信號主要有兩方面的用途，一是控制A/D轉換的采樣點數及采樣的時間間隔（即一個周期采樣720個點）。二是控制D/A輸出數據的時間間隔，從而達到輸入信號頻率與輸出信號頻率一致。

數字移相器的設計電路圖（二）

移相器廣泛應用于各種電路，但由于在放大器中的偏差以及電容公差，通常很難實現(xiàn)電路精確控制所需的精確移相。圖1中的電路利用AD5227 64步遞增/遞減數字電位器IC3可以控制輸入到輸出的移相，并替換電阻值。計算輸出中心頻率的公式為：FCENTER=1/（2×π×R×C）。AD5227可以取各種不同范圍的電阻值。該例子中的電阻為10kΩ。通過步進64個點，720kHz輸入正弦波可以從0度到360度循環(huán)若干次。AD5227作為一個電位器，A和B為兩端，W為擦拭器。

圖1 PIC16F84設置AD5227數字電位器的電阻精確控制有關模擬輸入的輸出移相

該例子中應用了具有20MHz晶振頻率的PIC16F84微控制器IC2.該微控制器在理論上的潛在性能為5MIPS，可在鎖相環(huán)（PLL）電路中用于多種用途。也可用任何微控制器，甚至一個現(xiàn)場可編程門陣列（FPGA）控制AD5227。

數字移相器的設計電路圖（三）

應用在自動繪圖儀，用于測量肖特基柵極太陽能電池電容-電壓特性。被測二極管連接如下圖所示。IC方波輸出相位，可以通過調整R3，從0到90°不斷轉移。文中給出了坡道電路和設計方程式。