[发明专利]频率自跟踪90°移相器

说明书

本发明提供了一种频率自跟踪90°移相器，包括依次相连接的信号调理电路、数字锁相倍频电路和低通滤波电路信号。输入的正弦信号经信号调理电路进行放大，并整形成方波；然后利用数字锁相技术对整形后的方波实现跟踪倍频，倍频系数为100；最后低通滤波电路以数字锁相倍频电路输出的信号为时钟，对输入信号进行低通滤波，通过设置合理的滤波器截止频率，结合开关电容滤波器MAX296的相频特性，即可实现对输入信号的自跟踪90°移相。

技术领域

本发明属于信号处理技术领域，涉及一种移相器，具体涉及一种频率自跟踪90°移相器。

背景技术

移相器是一种用于改变信号相位的器件，用于产生与输入信号存在相位差的同频信号，广泛应用于仪表测量、雷达、通讯等领域。而90°移相器是最常用的一种移相器。

信号频率在中低频范围内时，常用以下三种90°移相器：1）由运放、电阻和电容构成的积分电路或滤波器，通过改变器件参数来调整移相大小；该移相器信号频率一般较为固定，而且电路复杂；当信号频率改变时，需重新调整电阻值或电容值。2）利用锁相环、计数器、触发器构成的数字移相器，电路较为简单，但对输入信号的波形以及幅值要求较为严格，且移相的相位值只能取离散值。3）利用高速A/D转换器采集输入信号，经FPGA或单片机处理后经D/A送出，以产生所需要的相位差。这种移相器在信号处理的实时性方面较前两种方法低。

发明内容

本发明的目的是提供一种输入信号频率可以在较大范围内变化的频率自跟踪90°移相器。

为实现上述目的，本发明所采用的技术方案是：一种频率自跟踪90°移相器，包括依次相连接的信号调理电路、数字锁相倍频电路和低通滤波电路。

所述的信号调理电路包括第一芯片、第二芯片和第三芯片；第一芯片和第二芯片采用可调增益放大器AD603，第三芯片采用电压比较器MAX903；第一芯片的第3脚和第一电阻的一端接信号输入端，第一芯片的第2脚、第4脚和第一电阻的另一端接地，第一芯片的第6脚和第8脚分别接模拟-5V电源和模拟+5V电源，第一芯片的第1脚分别接外部电压增益控制的正输入端和第二电容的一端，第二电容另一端接地，第一芯片的第5脚和第7脚均接第一电容的一端，第一电容的另一端接第二芯片的第3脚；第二芯片的第2脚和第4脚接地，第二芯片的第8脚和第6脚分别接模拟+5V电源和模拟-5V电源，第二芯片的第5脚和第7脚均接第三芯片的第2脚，第二芯片的第1脚分别接外部电压增益控制的正输入端和第三电容的一端，第三电容的另一端和第三芯片的第3脚接地；第三芯片的第1脚和第8脚分别接模拟+5V电源和数字+5V电源，第三芯片的第4脚接模拟-5V电源，第三芯片的第6脚接地，第三芯片的第7脚接数字锁相倍频电路。

本发明90°移相器将滤波器、数字锁相环和计数器设计移相器的优点有机的结合起来，输入的正弦信号经信号调理电路进行放大，并整形成方波；然后利用数字锁相技术对整形后的方波实现跟踪倍频，倍频系数为100；最后低通滤波电路以数字锁相倍频电路输出的信号为时钟，对输入信号进行低通滤波，通过设置合理的滤波器截止频率，结合开关电容滤波器MAX296的相频特性，即可实现对输入信号的自跟踪90°移相。该移相器电路结构简单、实时性好、成本低、调节方便，适用于不同应用领域所处理信号的频率在较大范围变化的需要。

附图说明

图1是本发明90°移相器的示意图。

图2是本发明90°移相器中信号调理电路的示意图。

图3是本发明90°移相器中数字锁相倍频电路的示意图。

图4是本发明90°移相器中低通滤波电路的示意图。

图1中：1.信号调理电路，2.数字锁相倍频电路，3.低通滤波电路。

具体实施方式

下面结合附图和具体实施方式对本发明进行详细说明。