数字移相器的设计电路图大全（移相电路/倍频电路/AD5227/锁相环）

数字移相器的设计电路图（一）

移相电路常用于同步检测器的数据处理中。目前资料上有很多移相电路，其实现方法多种多样，大致可分为模拟式和数字式移相器两类。模拟式移相器的电路较为复杂、线性差、测试精度低；数字式移相器大多以标准逻辑器件按传统数字系统设计方法设计而成，其缺点为功耗大、可靠性低。

本系统的硬件电路主要由输入信号倍频电路、AT89C51单片机、A/D转换器、D/A转换器、6116存储器及键盘/显示等电路构成。

输入信号倍频电路

倍频电路由锁相环CC4046及双BCD同步加法计数器4518组成。4518作分频器用，实现720分频，其中，U3：A实现9分频，U2实现80分频。倍频电路中锁相环的输入信号是经过电压比较电路把工频信号变换成的方波信号。当分频器的输出信号（U2：A的6脚输出信号）与锁相环的输入信号fi相一致时，锁相环芯片U1锁存输出的信号频率为fo。假如输入信号频率fi=50Hz，则输出频率fo=36kHz。具体电路如图2所示。

该倍频信号主要有两方面的用途，一是控制A/D转换的采样点数及采样的时间间隔（即一个周期采样720个点）。二是控制D/A输出数据的时间间隔，从而达到输入信号频率与输出信号频率一致。

数字移相器的设计电路图（二）

移相器广泛应用于各种电路，但由于在放大器中的偏差以及电容公差，通常很难实现电路精确控制所需的精确移相。图1中的电路利用AD5227 64步递增/递减数字电位器IC3可以控制输入到输出的移相，并替换电阻值。计算输出中心频率的公式为：FCENTER=1/（2×π×R×C）。AD5227可以取各种不同范围的电阻值。该例子中的电阻为10kΩ。通过步进64个点，720kHz输入正弦波可以从0度到360度循环若干次。AD5227作为一个电位器，A和B为两端，W为擦拭器。

图1 PIC16F84设置AD5227数字电位器的电阻精确控制有关模拟输入的输出移相

该例子中应用了具有20MHz晶振频率的PIC16F84微控制器IC2.该微控制器在理论上的潜在性能为5MIPS，可在锁相环（PLL）电路中用于多种用途。也可用任何微控制器，甚至一个现场可编程门阵列（FPGA）控制AD5227。

数字移相器的设计电路图（三）

应用在自动绘图仪，用于测量肖特基栅极太阳能电池电容-电压特性。被测二极管连接如下图所示。IC方波输出相位，可以通过调整R3，从0到90°不断转移。文中给出了坡道电路和设计方程式。