序言

??? 今天開始我將把自己學習《常用控制電路》的一些內容發到互聯網上，希望能和大家交流學習。

??? 這本書主要介紹了一系列控制電路的經典案例，進行了電路和代碼的設計，我將把這本書中學習到的內容和學習的過程盡量準確的分享出來與大家交流，但由于水平有限，難免有不足之處，敬請互聯網的廣大朋友們指正。

??? 本書項目一介紹了數控鎖相環調速電路，主要通過使用鎖相環檢測比較信號和參考信號的相位差實現了PWM波調節的目的。在該書的設計中，電路主要分為五個部分，分別是開關控制模塊、分頻電路模塊、轉速采樣模塊、鎖相環鑒相模塊和電機驅動電路，下面我們來分析這些電路。

各模塊電路分析

開關控制模塊

??? 開關控制模塊電路如下：

圖1-1 開關控制模塊

??? 在電源接通時，由反相器作用下在OP1生成低電平。其中電容進行濾波穩定信號，電阻限流保護電路，二極管起到了防止反接、鉗制電壓的作用，最后由反相器將電源產生的高電平轉換為低電平參與下一步運算。

??? 兩開關在未閉合時SW1與SW2均為高電平，開關閉合后輸出口接地變為低電平。

??? 兩開關信號輸入或非門后進行信號比較，以U7:A為例，若要或非門輸出高電平，則需OP1、SW1、與U7:B都為低電平；對應狀態為電源連通、開關一按下且開關二未被按下。（同理電源連通、開關二按下、開關一未按下時U7:B輸出高電平）這個高電平經過反相器后連接到LED陰極LED便產生光亮提示操控者現在的檔位。同時這個電路還承擔著輸出檔位狀態的任務，當開關一對應檔位正常工作時，OP2輸出高電平，反之則為低電平。

分頻電路模塊

??? 分頻電路如圖所示：

圖1-2 控制電路模塊

??? 分頻電路主要是為電路提供參考信號。電路部分使用了CD4020完成分頻任務，原電路使用有源晶振產生振蕩，此處使用了DCLOCK信號源提供32.768KHz信號。

??? 右方驅動電路主要目的是放大時鐘信號并通過OP3輸入到分頻器提供時鐘信號。左側分頻器的任務則是向OP4提供不同的頻率。在開關一按下時OP2為高電平，此時U3:B必定輸出低電平，此時頻率取決于Q6引腳，對應實現了64分頻，即電路頻率512Hz。同理，開關二對應狀態工作時實現了128分頻，電路參考頻率為256Hz。

轉速采樣及鎖相環鑒相

??? 轉速采樣模塊電路如圖所示：

圖1-3 霍爾傳感器接口及鎖相環電路

??? 霍爾傳感器是依據霍爾效應實現轉速測量的元件。當磁場作用于通電導體、半導體時，垂直于電流方向的磁場使霍爾元件兩側面出現橫向電位差。霍爾元件將測得的脈沖信號發送給鎖相環進行比較。鎖相的目的即是相位同步的自動控制，鎖相環也就是實現兩個電信號同步的閉環系統。在分頻電路中產生的標準信號由OP4輸入CD4046BE的SIGIN信號輸入引腳，霍爾傳感器的信號輸入COMPIN比較信號輸入引腳在由PC2OUT輸出反饋給電動機，這樣就利用CE4046實現了電機的相位同步。

電動機驅動電路

圖1-4 電動機驅動電路

??? 在鎖相環比較了霍爾元件及標準信號后輸出到OP5，經過兩級放大電路將信號傳導到OP6，再由兩級晶體管驅動電動機。在這個電路中，為使電動機正常工作，使用了12V電源。

控制系統流程

圖2-1 數控鎖相環調速電路框圖

??? 系統的控制框圖如圖所示，開關按下后分頻電路輸出對應檔位的時鐘信號，鎖相環芯片CE4046比較霍爾傳感器的信號輸入與時鐘電路傳來的標準信號進行比較，并輸出調整信號至驅動電路中驅動電路驅動電機轉動，從而達到控制效果。

??? 顯然，該電路構成了一個實現相位同步的自動控制，能夠完成兩個電信號相位同步的單位負反饋控制系統。

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總結

以上是生活随笔為你收集整理的《常用控制电路》学习笔记——数控锁相环调速电路的全部內容，希望文章能夠幫你解決所遇到的問題。

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