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对电平切割方式解析

来源:科泰激光科技 发布时间: 2015/8/1 15:26:42 【返回上一步】
本页关键词:激光雕刻机

  细分电路是数字式几何量电测量仪的重要组成部分,也常用于一些机械量电测量仪中。

  它的功用是提高仪器的分辨率,同时使测量信号数字化。细分电路的细分数越高,仪器的分辨率也越高。电平切割细分电路是常用的一种模拟细分电路,由于受比较器使用数量的限制,实现高细分数比较困难,因此有必要进行这方面的研究与探索工作。
  1常规的电平切割细分电路
  常规电平切割细分电路的电平切割阶梯码形成电路原理框图。
  常规电平切割阶梯码形成电路,电平切割细分法是按电平细分。由位置细分得到的sin和cos信号其电平与相位不是线性关系,会造成相当大的细分误差,可能漏掉或增加细分点,这是不允许的。所以需将sin和cos信号送入三角波形成电路中变成电平与相位呈线性关系的三角波Ux.三角波频率比原始信号频率提高了一倍,这可使比较器减少一半。
  参考电压形成电路可产生两组参考电压Ur 和Ur-,供比较器阵列使用。受光电元件频率特性的影响,其输出幅度随信号频率的提高而降低,信号频率则随测量速度的增减而增减,从而使三角波信号幅度随测量速度的增加而降低。所以参考电压应由产生三角波的同一组原始信号产生,而不能用固定的参考电压(冲击电压电流试验)。
  为避免漏发或多发细分信号,直接按原始信号sin和cos的过零点发跳变信号,此两信号分别接在比较器1和n 1的反相端,两比较器同相端均接地。比较器2n的反相端接有三角波信号,比较器1 n/2的同相端接地,比较器2n/2的同相端通过电阻链接正参考电压Ur ,比较器(2 n/2)n的同相端通过另一电阻链接负参考电压Ur-.这样各比较器就有不同的参考电压,以确定不同的比较点。在原始信号一个周期内,比较器1和n 1各能鉴别两个相位的Ux,其余比较器各能鉴别4个不同相位的Ux,通过逻辑处理电路,在一个信号周期内可发4n个计数脉冲,即实现了4n细分。
  2基于LM3914的电平切割细分电路
  LM3914是点/线显示驱动器,常用于驱动多个发光二极管。用于电平切割细分电路是其新应用。LM3914内部结构框图所示。
  利用LM3914内部的比较器来替代常规电平切割电路中的比较器阵列。保留原电路中的比较器1和n 1,替代比较器2n.将LM3914的管脚RL0接参考电压Ur-,RHI接参考电压Ur ,SIGIN接三角波信号Ux.两片LM3914级联使用一片LM3914时,内部比较器1弃之不用。由于Ur-和Ur 大小相等,可保证比较器6的同相端输入电压为零,相当于接地。LM3914还可进行级联,即将一片LM3914的RLO与另一片的RHI相连,两片LM3914的SIGIN相连并接三角波信号Ux,余下的RHI和RLO仍然分别接参考电压Ur 和Ur-,两片LM3914级联电路所示。
  LM3914还可多片级联。一片LM3914可实现40细分,n片LM3914可实现40n细分。
  3结论
  在常规电平切割细分电路的基础上,提出用LM3914替代其比较器阵列,并提出多片LM3914级联的方法。实验证明该方法切实有效,既提高了系统的集成度,又提高了细分电路的细分数,并增强了系统的可靠性。
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