文摘
本文提出一种精确的信号相位计的宏模型,它允许连续相在模拟测量。它已经作为一种支持开发工具在设计过程中信号调节电路的增量编码器的位置。信号调节电路的发展阶段,需要精确测量小信号振幅和偏移量使用模拟/数字电路模拟器。相位测量不能直接执行模拟器,因此需要一个适当的宏观模式电路模拟器。信号相位计的结构是基于传统的信号相位测量方法,用于测量一个已知频率的余弦信号阶段。它建议时间变化的输入信号的参数(振幅、相位、频率和补偿电压)是缓慢而尽可能的小。快速变化的信号参数减少仿真结果的准确性。宏观模式的精度主要取决于所选的参数不依赖于宏观速度模型的反射和模拟。我们与该计的模型表明,相角可以测量的精度超过±0 02%。
<年代p一个ncl作为年代="end-abs">1。介绍
位置编码器传感器,线性或旋转位移转化为适当的电信号和被广泛使用在许多计算机控制的机器。位置信号可以产生磁场,电容,或者光学手段,以绝对或增量形式表示位移信息(<一个href="#B1">1一个>,<一个href="#B2">2一个>]。
理想情况下,线性光学增量位置编码器产生两个90°转向模拟信号,这使我们能够检测编码器的位置。然而,由于编码器和光栅的机械限制,这些信号都不完美的正弦/余弦形状,可变振幅,偏置电压,附加相移。的影响等各种副作用减少和纠正信号调节电路,通常是一个编码器的组成部分,意识到作为一个集成电路。因此,信号调节电路是一个模拟/数字电路,通常使用一个模拟/数字电路模拟器开发。这种电路的发展,总是需要非常精确的信号相位测量,不能直接执行由一个模拟器。
摘要SPICE宏模型的信号相位计,使一个精确的相位测量同时模拟运行。它是基于著名的实际实现传统相位测量技术,如[<一个href="#B4">3一个>- - - - - -<一个href="#B7">7一个>]。尽管结构,类似于我们的模型,可以发现在<一个href="#B13">8一个>),据我们所知,从来没有开发这种类型的模型。
本文组织如下。部分<一个href="#sec2">2一个>简要描述了传统的信号相位测量技术。该宏模型的详细描述节中给出<一个href="#sec3">3一个>。部分<一个href="#sec4">4一个>包括信号相位测量的例子使用该模型和香料模拟器。这个模型的准确性和其他属性也进行了描述。结论给出了部分<一个href="#sec4">4一个>。
2。传统的信号相位测量技术
传统的频率相同的两个信号之间的相位测量技术(<一个href="#B4">3一个>)通常应用平方wave-conversion信号。阶段就决定通过测量时差,脉冲中心之间的零交叉区域之间或(<一个href="#B8">4一个>- - - - - -<一个href="#B7">7一个>]。由于传统的相位测量方法的某些不足,尤其在谐波信号失真的情况下,许多作者建议进一步信号数字化和数字信号处理。作者在<一个href="#B6">6一个>)提出了一种高精度的相位测量的理论和实际两个信号之间的相位计算算法。其实现的可能性被描述在<一个href="#B7">7一个>]。同样,相位测量的改进方法也可以发现在<一个href="#B8">4一个>,<一个href="#B10">9一个>,<一个href="#B9">10一个>]。
3所示。宏模型描述
该相位计宏模型由基本组件(电阻,电容等)和模拟行为功能(微分器、乘数等)。他们的实际电路实现比较困难,但模拟器中使用很简单。它适用于phase-measurements余弦信号与已知频率和排除测量正弦信号的阶段。然而,它也可以被广义等情况。
宏模型的广义表达式输入余弦信号<年代vg height="14.7125" id="M1" style="vertical-align:-3.2316pt;width:29.0375px;" version="1.1" viewbox="0 0 29.0375 14.7125" width="29.0375" xmlns="http://www.w3.org/2000/svg">
图<一个href="//www.newsama.com/journals/mse/2012/856497/fig1/" target="_blank">1一个>显示了一个框图相位计的宏模型。输入信号的电压信号<年代vg height="11.3125" id="M6" style="vertical-align:-3.2316pt;width:13.7375px;" version="1.1" viewbox="0 0 13.7375 11.3125" width="13.7375" xmlns="http://www.w3.org/2000/svg">
模型没有测量频率<我>f我>(<我>t我>)。据推测,<我>f我>(<我>t我>)是提前知道。这简化了模型的结构。它还需要以下预期最大输入信号的量化参数:频率<年代vg height="14.5875" id="M8" style="vertical-align:-3.22282pt;width:31.9125px;" version="1.1" viewbox="0 0 31.9125 14.5875" width="31.9125" xmlns="http://www.w3.org/2000/svg">
宏模型被开发到模块化与适当的子模型:<年代p一个ncl作为年代="list">(我)年代p一个n><年代p一个ncl作为年代="list-content">峰值检波器,年代p一个n>年代p一个n>(2)年代p一个n><年代p一个ncl作为年代="list-content">补偿电压校正器和振幅校正器,年代p一个n>年代p一个n>(3)年代p一个n><年代p一个ncl作为年代="list-content">信号相位计算器。年代p一个n>年代p一个n>
峰值检波器产生最大<年代vg height="14.7125" id="M11" style="vertical-align:-3.2316pt;width:48.462502px;" version="1.1" viewbox="0 0 48.462502 14.7125" width="48.462502" xmlns="http://www.w3.org/2000/svg">
整个信号相位计宏模型构建在毅联汇业(ICAP / 4为Windows 8.1.11) SpiceNet是详细的下面。宏模型的使用需要一个示意图形式(*。dng文件)转换到文本(*网表形式。c我rf我le),我t年代在clusion to the SPICE library file (*.lib file) as shown in Figure<一个href="//www.newsama.com/journals/mse/2012/856497/fig2/" target="_blank">2一个>。