信号检测电路设计原理

信号检测电路如图3 (a) ,波形如图3 (b) 所示:

图3 (a) 中LM393 等组成两个施密特电压比较器,用于分别检测两路交流信号的零
点。将两种近似正弦波的电压信号变成方波信号,如图3 (b) 中波形A、B、C、D、所示。
由D1 、D2 触发器(一片74HC74) 组成的电路,在单片机P1. 0 、P1. 1 的控制下完成对
周期信号的检测。当P1. 0 = 0 时, Q1 = Q2 = 0 ;当P1. 0 由0 转为1 ,且B 点信号由0 变
为1 时,D1 翻转, Q1 = 1 ,此时Q2 仍为0 ,当B 点信号第二次由0 变为1 时,D1 再次翻
转, Q1 = 0 ,同时D2 也翻转, Q2 = 1 。80C31 查询到P1. 1 = 1 时, 让P1. 0 = 0 ,完成一次
检测。其波形如图3 (b) 中B、P1. 0 、T、Q2 。这种电路进检测上升沿,提高了检测精度。
由D3 、D4 触发器(一片74HC74) 组成的电路,在单片机P1. 0 控制下完成时间差信号
检测。当P1. 0 = 0 时,电路不工作, Q3 = Q4 = 0 ;当B 点信号由0 变为1 时, Q3 = 1 ,Q4
仍为0 ;当D 点信号由0 变为1 时, Q4 = 1 ,同时Q3 被清零,从而检测出两信号的时间差。
波形如图3 (b) 中B、D、P1. 0 、Δt 。
根据相位差的定义和传感器的错半齿安装,两路信号的相位差Δ< 与周期T 及时间
差Δt 的关系为:Δ< = (360°/ T) Δt - 180°。利用80C31 内部的T0 、T1 定时器可以较准确的求出T、Δt 。具体为:将T0 、T1 设成内部计数器形式( C/ T = 0) ,工作在方式2 状态,
GA T E = 1 , TR = 1 ,这样当TN T0 、TN T1 = 1 时T0 、T1 计数,采用12MHz 晶振,每计一
次数时间为1μs。在中断服务中,用R7 ,R5 记录T0 、T1 中断次数,以扩展计数范围,最后
求得T 和Δt :
Δt = R7 ×28 + ( TL 0)
T = R5 ×28 + ( TL )