专利名称：精密数字控制频率相位移相器的制作方法
技术领域：
本实用新,于精密仪驗术领现具微翻精密数雜制频對目位移相器。
背景技术：
在原子钟领域，需要将原子钟等精密仪器产生的高稳定度频率信号通过电 缆、光纤等方法传递给用户，而由于传输环境的影响，频率信号在传递过程会引 起相位的延迟和漂移，降低了所传输频率的稳定度。因此，对传输频率的相位进 行补偿，是提高传输频率稳定度的有效方法。
发明内容
本实用新型所要解决的技术问题在于提供一种电路简单、生产成本低、可移 植性好的精密数字控制频率相位移相器。
解决上述技术问题所采用的技术方案是它包括对整机进行控制的单片机系 统；将输入频率信号分两路输出的功率分配器；相位比较器，该电路的输入端接 功率分配器的输出端；有源滄波器，该电路的输入端接相位比较器、输出端接单片 机系统232接口，该电路的输出端接单片机系统；还包括输出移相频率信号的数 字移相器，该电路的输入端接功率分配器的输出端和单片机系统的输出端。
本实用新型的相位比较器:接收参考频率信号的连接器P3的一端接,电路U3 的2脚、另一端接地，集成电路U3的1脚接将输入频率信号分成两路输出的集成电 路U1的5脚、2脚和5脚 7脚接地、3脚和4脚Mil电P朋4^W源滄波器的集成电細4 的l脚；上述的集成电路U1的型号为SP C2-1,集成电路U3的型号为RPEh2，誠电 路U4的型号为0P400。
本实用新型的单片机系统为集成电路U5的23脚接集成电路U4的14脚、4脚接 集成电路U6的12脚、5脚接集成电路U6的11脚、6脚和7脚接由电^C2和电欲3以及 晶体振荡器Y1连接的振荡电路，集成电路U5的3脚接由电阻R1、电阻R2、电容C1、 按钮S1连接的复位电路，集成电路U5的1脚接集成电路U2的5脚、2脚接集成电路U2 的6脚、12脚接集成电路U2的7脚、13脚接集成电路U2的8脚、14脚接地、15脚接集成电路U2的9脚、16脚接集成电路U2的10脚、26脚接集成电路U2的3脚、27脚接集成 电路U2的4脚、28脚接正5V电源；上述的集成电路(U5)是单片机型号为 STC12C5410AD。
本实用新型将输入频率信号分成相位完全一致的两路输出， 一路输出频率信号 通过数字移相器进行移相，另一路输出频率信号到相位比较器和输入的参考频率 信号由鉴相器进行鉴相比较，鉴相器输出频率信号与参考频率信号之间的相位误 差电压信号，对相位误差电压经有源^T波器处理后，由单片目M样，根据采样 敏控制移相器对输入频率信号进行移相，使移相器输出端的移相频率信号与参考 频率信号的相位一致，实现了频率相位同步。
图1是本实用新型的电气原理方框图。
图2是本实用新型一个实施例的电子线路原理图。
具体实施方式
以下结合附图和实施例对本实用新型进一步详细说明，但本实用新型不限于这 些实施例。
图1是本实用新型的电气原理方框图，参见图l。在图1中，本实用新型是由 功率分配器、数字移相器、相位比较器、有源滄波器、单片m^统、232接口连接 构成。功率分配器的输出端接数字移相器和相位比较器，232接口接单片机系统， 相位比较器的输出^W源滄波器，有源滄波器的输出端接单片机系统，单片臓 统的输出端接数字移相器。功率分配器将输入的频率信号分細位完全一致的两路 输出， 一路输出频率信号通过数字移相器进行移相，另一路输出频率信号到相位 比较器和输入的参考频率信号由鉴相器进行鉴相比较，鉴相器输出频率信号与参 考频率信号之间的相位误差电压信号，对相位，电压经有源^^波器处理后，由单 片机系^^样，单片机系统根据采样il^制移相器对输入频率信号进行移相，使 移相器输出端的移相频率信号与参考频率信号的相位一致，实现了频M位同步。
在图2中，本实施例的功率分配器由集成电舰l、连接器P1连接构成，集成电 路U1的型号为SP C2-l。频率信号由连接器P1输入，连接器P1的一端接集成电路U1 的1脚、另一端接地。集成电路U1的2脚、3脚、4脚、7脚、8脚接地，集成电路U1的 2脚接数字移相器、6脚接相位比较器。由P1输入的频率信号经集成电路U1输出两路相位完全一致的频率信号， 一路经集成电路U1的5脚输出到相位比较器，另一路 经集成电路U1的6脚输出到数字移相器。
本实施例的数字移相器由U2、连接器P2连接构成，集成电路U2是数字移相器型 号为JXWBX-100-360。集成电路U2的1脚接集成电路U1的6脚、11脚接负5V电源、12 脚接正5V电源、13脚接地、3 10脚接单片机系统、2脚接连接器P2的一端，连接 器P2的另一端接地。移相频率信号由集成电路U2的1脚输入，移相后的频率信号 由集成电路U2的2脚并通过连接器P2输出移相频率信号。集成电路U2的3 10脚八 个控制端输入0V或输入+5V，输入OV的控制端不移相，输入+5V的控制端移相， 实现360"范围内最小1.4。的移相。具体八个控制端何时输入什么电压，由单片 机系统控制。
本实施例的相位比较器由集成电路U3、连接器P3连接构成，集成电路U3是相位 比较器型号为RPD-2。参考频率信号由连接器P3输入，连接器P3的一端接集成电 路U3的2脚、另一端接地，集成电路U3的1脚接集成电路U1的5脚、2脚和5 7脚接地、 3脚和4脚魏源滄波器。输入的频率信号由集成电路U3的1脚输入，参考频率信号 通过连接器P3输入，根据两者之间的相位差，集成电路U3的3、 4脚输出相位误差 信号，此信号与两个信号的相位差的余弦成正比。
本实施例的有源滤波器由集成电路U4、电P朋3 电阻R12、电欲9连接构成， 集成电路U4的型号为0P400。集成电路U4的2脚接U3的3脚和4脚以及电欲9的一端并 通过电阻R3接1脚、1脚接电容C9的另一端并通过电P朋9接12脚、3脚通过电阻R4接 地、4脚接正12V电源、5脚通过电阻R5接6脚并通过电阻R8接12脚、7脚通过电阻R6 接正5V电源并通过电阻R7接地、11脚接负12V电源、12脚通过电P朋12接地、13脚通 过电阻R11接地并通过电阻R10接14脚、14脚接单片机系统。
本实施例的232接口由集成电路U6、电欲4 电欲8、插teU^接构成，集成 电路U6的型号为MAX232。集成电路U6的1脚和3脚接电欲5的两端、2脚接电欲4的 一端、4脚和5脚接电欲6的两端、6脚接电欲7的一端、16脚接电叛4的另一端和 电欲8的一端以及正5V电源、15脚地、14脚,座J1的6脚、13脚,座J1的3脚、 11脚和12脚接单片机系统，电容C7的另一端和电容C8的另一端以及插座J1的5脚接 地。232接口用于与计算机连接，进行编程和控制。
本实施例的单片机系统由集成电路U5、电阻R1、电阻R2、电欲l、电欲2、电容C3、按钮S1、晶体振荡器Y1连接构成，集成电路U5是单片机型号为 STC12C5410AD。集成电路U5的23脚接集成电路U4的14脚、4脚接集成电路U6的12脚、 5脚接集成电路U6的11脚、6脚和7脚接由电容C2和电欲3以及晶体振荡器Y1连接的 振荡电路，集成电路U5的3脚接由电阻R1、电阻R2、电容C1、按钮S1连接的复位 电路，集成电路U5的1脚接集成电路U2的5脚、2脚接集成电路U2的6脚、12脚接集成 电路U2的7脚、13脚接集成电路U2的8脚、14脚接地、15脚接集成电路U2的9脚、16 脚接集成电路U2的10脚、26脚接集成电路U2的3脚、27脚接誠电路U2的4脚、28脚 接正5V电源。单片机系统用于对数字移相进行控制。
权利要求1、一种精密数字控制频率相位移相器，其特征在于它包括对整机进行控制的单片机系统；将输入频率信号分两路输出的功率分配器；相位比较器，该电路的输入端接功率分配器的输出端；有源滤波器，该电路的输入端接相位比较器、输出端接单片机系统232接口，该电路的输出端接单片机系统；还包括输出移相频率信号的数字移相器，该电路的输入端接功率分配器的输出端和单片机系统的输出端。
2、 按照权利要求l"，的精密数字控制频率相位移相器，其特征在于所说的 相位比较器接收参考频率信号的连接器(P3)的一端接集成电路(U3)的2脚、 另一端接地，集成电路U3的1脚接将输入频率信号分成两路输出的集成电路(m) 的5脚、2脚和5脚 7脚接地、3脚和4脚舰电ISR4歸源滤波器的集成电路(U4) 的l脚；，的集成电路(in)的型号为SPC2-1,誠电路(U3)的型号为RPD-2， 集成电路(U4)的型号为0P400。
3、 按照权利要求l戶做的精密数字控制频率相位移相器，其特征在于所说的 单片机系统为集成电路(U5)的23脚接集成电路(U4)的14脚、4脚接集成电 路(U6)的12脚、5脚接集成电路(U6)的11脚、6脚和7脚接由电容(C2)和电 容(C3)以及晶体振荡器(Yi)连接的振荡电路，集成电路(U5)的3脚接由电 阻(Rl)、电阻(R2)、电容(Cl)、按钮(Sl)连接的复位电路，集成电路(U5) 的l脚接集成电路(U2)的5脚、2脚接集成电路(U2)的6脚、12脚接集成鹏(U2) 的7脚、13脚接集成电路(U2)的8脚、14脚接地、15脚接集成电路(U2)的9脚、 16脚接集成电路(U2)的10脚、26脚接集成电路(U2)的3脚、27脚接集成电路(U2) 的4脚、28脚接正5V电源；上述的集成电路(U5)是单片机型号为STC12C5410AD。
专利摘要一种精密数字控制频率相位移相器，包括对整机进行控制的单片机系统；将输入频率信号分两路输出的功率分配器；相位比较器，该电路的输入端接功率分配器的输出端；有源滤波器，该电路的输入端接相位比较器、输出端接单片机系统232接口，该电路的输出端接单片机系统；输出移相频率信号的数字移相器，该电路的输入端接功率分配器的输出端和单片机系统的输出端。它将输入的频率信号一路通过数字移相器进行移相、另一路到相位比较器和输入的参考频率信号由鉴相器进行鉴相比较，鉴相器输出频率信号与参考频率信号的相位误差电信号，经有源滤波器处理后，由单片机系统采样，控制移相器使输出的移相频率信号与参考频率信号的相位一致。
文档编号H03L7/06GK201303320SQ20082022270
公开日2009年9月2日 申请日期2008年12月1日 优先权日2008年12月1日
发明者张首刚, 李孝峰, 梁双有 申请人:中国科学院国家授时中心