一種相位比較電路的制作方法
【專利摘要】本實用新型公開了一種相位比較電路，包括第一信號輸入端和信號輸入端，第一信號輸入端通過第一驅(qū)動器電路、異或器和第九觸發(fā)器連接到第五觸發(fā)器，第二信號輸入端通過第二驅(qū)動器電路和第八觸發(fā)器連接到第五觸發(fā)器，第五觸發(fā)器的輸出端連接到信號輸出端，電路還包括電源。通過本實用新型的電路裝置能夠給出兩路信號的相位差，其范圍在0-360度，并把相位差轉(zhuǎn)換成電壓值，最終得到工作頻段為9KHz-30MHz，精度為0.1度的相位比較器。
【專利說明】—種相位比較電路
【技術(shù)領(lǐng)域】
[0001]本實用新型屬于測試儀器【技術(shù)領(lǐng)域】，具體涉及一種相位比較電路。
【背景技術(shù)】
[0002]相位比較器廣泛應用于各種測量儀器設(shè)備中，可完成兩路信號的相位比較，將其轉(zhuǎn)換為電壓量進行測試。
實用新型內(nèi)容
[0003]本實用新型的目的是提供一種相位比較電路，為產(chǎn)品開發(fā)與教學提供一個獨立的實驗模塊，加快產(chǎn)品開發(fā)進度、具有較大的通用性。
[0004]本實用新型所采用的技術(shù)方案是，一種相位比較電路，包括第一信號輸入端和信號輸入端，第一信號輸入端通過第一驅(qū)動器電路、異或器和第九觸發(fā)器連接到第五觸發(fā)器，第二信號輸入端通過第二驅(qū)動器電路和第八觸發(fā)器連接到第五觸發(fā)器，第五觸發(fā)器的輸出端連接到信號輸出端，電路還包括電源。
[0005]本實用新型的特點還在于，
[0006]第一驅(qū)動器電路包括第二反向電路和第三緩沖器，第二反向電路包括兩個反相器；
[0007]第一反相器的第二引腳接地，第一反相器的第一引腳分別連接有第一電阻和第一四電容，第一四電容的另一端連接到第一信號輸入端，第一電阻的另一端分別與第二電阻的一端以及第一二電容的一端連接，第一二電容的另一端接地，第一反相器的第六引腳與第二反相器的第三引腳連接；
[0008]第二反相器的第五引腳分別與第七電容的一端以及第三電阻的一端連接，第七電容的另一端接地，第二反相器的第四引腳連接到第三緩沖器的第二引腳；
[0009]第三緩沖器的第三引腳接地，第三緩沖器的第五引腳分別與第二十電容的一端以及第一三電阻的一端連接，第二十電容的另一端接地，第三緩沖器的第四引腳與第二電阻的另一端均連接到異或器。
[0010]異或器的第二引腳與第三緩沖器的第四引腳及第二電阻的另一端均連接，異或器的第五引腳分別與第八電容的一端和第四電阻的一端連接，第八電容的另一端接地，異或器的第四引腳連接到第九觸發(fā)器，異或器的第三引腳接地。
[0011]第九觸發(fā)器的第一引腳與異或器的第四引腳連接，第九觸發(fā)器的第二引腳、第八引腳、第七引腳、第二二電容的一端和第十五電阻的一端連接于節(jié)點a,第二二電容的另一端接地，第九觸發(fā)器的第五引腳連接到第五觸發(fā)器，第九觸發(fā)器的第三引腳和第六引腳均連接到第二五電容的一端，第二五電容的另一端接地，第九觸發(fā)器的第四引腳接地。
[0012]第二驅(qū)動器電路包括第六反向電路和第七緩沖器，第六反向電路包括兩個反相器；
[0013]第三反相器的第二引腳接地，第三反相器的第一引腳分別連接有第七電阻和第一六電容，第一六電容的另一端連接到第二信號輸入端，第七電阻的另一端分別與第九電阻的一端以及第一三電容的一端連接，第一三電容的另一端接地，第三反相器的第六引腳與第四反相器的第三引腳連接；
[0014]第四反相器的第五引腳分別與第十電容的一端以及第六電阻的一端連接，第十電容的另一端接地，第四反相器的第四引腳連接到第七緩沖器的第二引腳；
[0015]第七緩沖器的第三引腳接地，第七緩沖器的第五引腳分別與第二一電容的一端以及第一四電阻的一端連接，第二一電容的另一端接地，第七緩沖器的第四引腳與第九電阻的另一端均連接到第八觸發(fā)器。
[0016]第八觸發(fā)器的第一引腳分別與第七緩沖器的第四引腳以及第九電阻的一端連接，第八觸發(fā)器的第二引腳、第八引腳、第七引腳、第十一電容的一端和第八電阻的一端連接于節(jié)點b，第十一電容的另一端接地，第八觸發(fā)器的第五引腳連接到第五觸發(fā)器，第八觸發(fā)器的第三引腳和第六引腳均連接到第二四電容的一端，第二四電容的另一端接地，第八觸發(fā)器的第四引腳接地。
[0017]第五觸發(fā)器的第一引腳連接到第九觸發(fā)器的第五引腳，第五觸發(fā)器的第六引腳連接到第八觸發(fā)器第五引腳，第五觸發(fā)器的第二引腳、第八引腳、第七引腳、第二三電容的一端、第九電容的一端、第電阻的一端以及第電阻的一端均連接于節(jié)點c,第二三電容的另一端接地，第九電容的另一端接地，第電阻的另一端分別連接到第十九電容的一端和第二接線端的第二引腳，第十九電容的另一端接地，第二接線端的第一引腳接地，第五觸發(fā)器的第三引腳通過第五電阻分別連接到第十五電容的一端和信號輸出端，第十五電容的另一端接地。
[0018]電源的接地 端接地，電源輸出端分別連接到第五電容的一端和第四電容的一端，第五電容的另一端和第四電容的另一端均接地；
[0019]電源的輸入端分別與第三電容的一端、第二電容的一端和第^ 電阻的一端連接，第十一電阻的另一端分別與第一電容的一端和第一接線端的第二引腳連接，第一電容的另一端、第二電容的另一端和第三電容的另一端均接地，
[0020]第一接線端的第一引腳接地，第一接線端的第三引腳分別連接到第六電容的一端和異或器的第一引腳，第六電容的另一端接地。
[0021]本實用新型的有益效果是，通過本實用新型的電路裝置能夠給出兩路信號的相位差，其范圍在0-360度，并把相位差轉(zhuǎn)換成電壓值，最終得到工作頻段為9KHz-30MHz，精度為0.1度的相位比較器。
【專利附圖】

【附圖說明】
[0022]圖1是本實用新型一種相位比較電路的結(jié)構(gòu)示意圖。
【具體實施方式】
[0023]下面結(jié)合附圖和實施例對本實用新型進行詳細說明。
[0024]本實用新型提供了一種相位比較電路，包括第一信號輸入端Jl和信號輸入端J2，第一信號輸入端Jl通過第一驅(qū)動器電路Ql、異或器U4和第九觸發(fā)器U9連接到第五觸發(fā)器U5，第二信號輸入端J2通過第二驅(qū)動器電路Q2和第八觸發(fā)器U8連接到第五觸發(fā)器U5，第五觸發(fā)器U5的輸出端連接到信號輸出端J3，電路還包括電源Ul。
[0025]其中，第一驅(qū)動器電路Ql包括第二反向電路U2和第三緩沖器U3，第二反向電路U2包括兩個反相器Fl和F2 ；
[0026]第一反相器Fl的第二引腳接地，第一反相器Fl的第一引腳分別連接有第一電阻Rl和第一四電容C14,第一四電容C14的另一端連接到第一信號輸入端J1，第一電阻Rl的另一端分別與第二電阻R2的一端以及第一二電容C12的一端連接，第一二電容C12的另一端接地，第一反相器Fl的第六引腳與第二反相器F2的第三引腳連接；
[0027]第二反相器F2的第五引腳分別與第七電容C7的一端以及第三電阻R3的一端連接，第七電容C7的另一端接地，第二反相器F2的第四引腳連接到第三緩沖器U3的第二引腳；
[0028]第三緩沖器U3的第三引腳接地，第三緩沖器U3的第五引腳分別與第二十電容C20的一端以及第一三電阻R13的一端連接，第二十電容C20的另一端接地，第三緩沖器U3的第四引腳與第二電阻R2的另一端均連接到異或器U4 ；
[0029]異或器U4的第二引腳與第三緩沖器U3的第四引腳及第二電阻R2的另一端均連接，異或器U4的第五引腳分別與第八電容CS的一端和第四電阻R4的一端連接，第八電容CS的另一端接地，異或器U4的第四引腳連接到第九觸發(fā)器U9，異或器U4的第三引腳接地；
[0030]第九觸發(fā)器U9的第一引腳與異或器U4的第四引腳連接，第九觸發(fā)器U9的第二引腳、第八引腳、第七引腳、第二二電容C22的一端和第十五電阻R15的一端連接于節(jié)點a，第二二電容C22的另一端接地，第九觸發(fā)器U9的第五引腳連接到第五觸發(fā)器U5，第九觸發(fā)器U9的第三引腳和第六引腳均連接到第二五電容C25的一端，第二五電容C25的另一端接地，第九觸發(fā)器U9的第四引腳接地；
[0031 ] 第二驅(qū)動器電路Q2包括第六反向電路U6和第七緩沖器U7，第六反向電路U6包括兩個反相器F3和F4 ；
[0032]第三反相器F3的第二引腳接地，第三反相器F3的第一引腳分別連接有第七電阻R7和第一六電容C16,第一六電容C16的另一端連接到第二信號輸入端J2,第七電阻R7的另一端分別與第九電阻R9的一端以及第一三電容C13的一端連接,第一三電容C13的另一端接地，第三反相器F3的第六引腳與第四反相器F4的第三引腳連接；
[0033]第四反相器F4的第五引腳分別與第十電容ClO的一端以及第六電阻R6的一端連接，第十電容ClO的另一端接地，第四反相器F4的第四引腳連接到第七緩沖器U7的第二引腳；
[0034]第七緩沖器U7的第三引腳接地，第七緩沖器U7的第五引腳分別與第二一電容C21的一端以及第一四電阻R14的一端連接，第二一電容C21的另一端接地，第七緩沖器U7的第四引腳與第九電阻R9的另一端均連接到第八觸發(fā)器U8 ；
[0035]第八觸發(fā)器U8的第一引腳分別與第七緩沖器U7的第四引腳以及第九電阻R9的一端連接，第八觸發(fā)器U8的第二引腳、第八引腳、第七引腳、第十一電容Cll的一端和第八電阻R8的一端連接于節(jié)點b，第十一電容Cll的另一端接地，第八觸發(fā)器U8的第五引腳連接到第五觸發(fā)器U5，第八觸發(fā)器U8的第三引腳和第六引腳均連接到第二四電容C24的一端，第二四電容C24的另一端接地，第八觸發(fā)器U8的第四引腳接地；
[0036]第五觸發(fā)器U5的第一引腳連接到第九觸發(fā)器U9的第五引腳，第五觸發(fā)器U5的第六引腳連接到第八觸發(fā)器U8第五引腳，第五觸發(fā)器U5的第二引腳、第八引腳、第七引腳、第二三電容C23的一端、第九電容C9的一端、第Bx電阻FBx的一端以及第B2電阻FB2的一端均連接于節(jié)點C，第二三電容C23的另一端接地，第九電容C9的另一端接地，第B2電阻FB2的另一端分別連接到第十九電容C19的一端和第二接線端P2的第二引腳，第十九電容C19的另一端接地，第二接線端P2的第一引腳接地，第五觸發(fā)器U5的第三引腳通過第五電阻R5分別連接到第十五電容C15的一端和信號輸出端J3，第十五電容C15的另一端接地；
[0037]電源Ul的接地端接地，電源Ul輸出端分別連接到第五電容C5的一端和第四電容C4的一端,第五電容C5的另一端和第四電容C4的另一端均接地；
[0038]電源Ul的輸入端分別與第三電容C3的一端、第二電容C2的一端和第^ 電阻Rll的一端連接，第i 電阻Rll的另一端分別與第一電容Cl的一端和第一接線端Pl的第二引腳連接，第一電容Cl的另一端、第二電容C2的另一端和第三電容C3的另一端均接地，
[0039]第一接線端Pl的第一引腳接地，第一接線端Pl的第三引腳分別連接到第六電容C6的一端和異或器U4的第一引腳,第六電容C6的另一端接地。
[0040]本實用新型通過對兩路輸入信號進行相位比較，得到其相位差值；根據(jù)相位比較器的基本原理，首先將兩路輸入信號整形，變?yōu)檎伎毡葹?0%的方波信號，然后利用D觸發(fā)器做相位比較；為了提 高精度，對其中一路輸入信號可做180度變化，用于測試小相位差的情況；為產(chǎn)品開發(fā)與教學提供了一個獨立的實驗模塊，加快了產(chǎn)品開發(fā)進度，且具有較大的通用性。
[0041]本實用新型的工作過程是，從第一信號輸入端Jl輸入的參考信號，經(jīng)過第二反向電路U2和第三緩沖器U3完成緩沖并轉(zhuǎn)化為方波，然后輸入到異或器U4。異或器U4的一個輸入端可以由外部進行控制，選擇180度翻轉(zhuǎn)；異或器U4的輸出信號觸發(fā)第九觸發(fā)器U9，第九觸發(fā)器U9的輸出信號觸發(fā)第五觸發(fā)器U5。
[0042]從第二信號輸入端J2輸入的參考信號，經(jīng)過第六向電路U6和第七緩沖器U7完成緩沖并轉(zhuǎn)化為方波，然后輸入到第八觸發(fā)器U8，第八觸發(fā)器U8的輸出信號觸發(fā)第五觸發(fā)器U5。
[0043]第五觸發(fā)器U5輸出方波信號，其占空比與第一信號輸入端Jl、第二信號輸入端J2的相位差成正比。第五觸發(fā)器U5的輸出接入了一個低通濾波器，濾除高頻成分，由于串聯(lián)了 10千歐的第五電阻R5,從而信號輸出端J3的輸出負載需要大于100千歐。
[0044]第一信號輸入端Jl和第二信號輸入端J2是需要進行比較的兩路信號輸入端，其輸入信號可以為正弦波或者為方波。對于正弦波輸入信號的功率要求為-20dBm到+18dBm之間。對于方波其輸入峰值電壓范圍為IOmV到5V。其輸入阻抗標稱為50歐。在20-340度之間，此相位比較器的精度優(yōu)于0.1度；電源Ul的輸入供電電壓為+7V，工作電流為50mA。
[0045]測試結(jié)果:
[0046]相位差(度)輸出電壓(伏特)
I4.986
104.861
454.375
724.000
903.750
1802.500
2701.250
2881.000
3150.625
3500.139
3590.014 [0047]從以上的測試結(jié)果為第一信號輸入端Jl與第二信號輸入端J2兩個輸入信號的相位差與由信號輸出端J3輸出的電壓的對照關(guān)系，該測試結(jié)果說明了相位差在1-359度之間都能得到正確的結(jié)果。
【權(quán)利要求】
1.一種相位比較電路,其特征在于，包括第一信號輸入端(Jl)和第二信號輸入端(J2)，所述的第一信號輸入端(Jl)通過第一驅(qū)動器電路(Q1)、異或器(U4)和第九觸發(fā)器(U9)連接到第五觸發(fā)器(U5)，所述的第二信號輸入端(J2)通過第二驅(qū)動器電路(Q2)和第八觸發(fā)器(U8)連接到第五觸發(fā)器(U5)，所述的第五觸發(fā)器(U5)的輸出端連接到信號輸出端(J3 )，所述的電路還包括電源(Ul)。
2.如權(quán)利要求1所述的一種相位比較電路，其特征在于，所述的第一驅(qū)動器電路(Ql)包括第二反向電路(U2)和第三緩沖器(U3)，所述的第二反向電路(U2)包括兩個反相器(F1，F(xiàn)2)； 所述的第一反相器(Fl)的第二引腳接地，所述的第一反相器(Fl)的第一引腳分別連接有第一電阻(Rl)和第一四電容(C14)，所述的第一四電容(C14)的另一端連接到第一信號輸入端(J1)，所述的第一電阻(Rl)的另一端分別與第二電阻(R2)的一端以及第一二電容(C12)的一端連接，所述的第一二電容(C12)的另一端接地，所述的第一反相器(Fl)的第六引腳與第二反相器(F2)的第三引腳連接； 所述的第二反相器(F2)的第五引腳分別與第七電容(C7)的一端以及第三電阻(R3)的一端連接，所述的第七電容(C7)的另一端接地，所述的第二反相器(F2)的第四引腳連接到第三緩沖器(U3)的第二引腳； 所述的第三緩沖器(U3)的第三引腳接地，所述的第三緩沖器(U3)的第五引腳分別與第二十電容(C20)的一端以及第一三電阻(R13)的一端連接，所述的第二十電容(C20)的另一端接地，所述的第三緩沖器(U3)的第四引腳與第二電阻(R2)的另一端均連接到異或器(U4)。
3.如權(quán)利要求2所述的一種相位比較電路，其特征在于，所述的異或器(U4)的第二引腳與第三緩沖器(U3)的第四引腳及第二電阻(R2)的另一端均連接，所述的異或器(U4)的第五引腳分別與第八電容(CS)的一端和第四電阻(R4)的一端連接，所述的第八電容(CS)的另一端接地，所述的異或器(U4)的第四引腳連接到第九觸發(fā)器(U9)，所述的異或器(U4)的第三引腳接地。
4.如權(quán)利要求1所述的一種相位比較電路，其特征在于，所述的第九觸發(fā)器(U9)的第一引腳與異或器(U4)的第四引腳連接，所述的第九觸發(fā)器(U9)的第二引腳、第八引腳、第七引腳、第二二電容(C22)的一端和第十五電阻(R15)的一端連接于節(jié)點a，所述的第二二電容(C22)的另一端接地，所述的第九觸發(fā)器(U9)的第五引腳連接到第五觸發(fā)器(U5)，所述的第九觸發(fā)器(U9)的第三引腳和第六引腳均連接到第二五電容(C25)的一端，所述的第二五電容(C25)的另一端接地，所述的第九觸發(fā)器(U9)的第四引腳接地。
5.如權(quán)利要求1所述的一種相位比較電路，其特征在于，所述的第二驅(qū)動器電路(Q2)包括第六反向電路(U6)和第七緩沖器(U7)，所述的第六反向電路(U6)包括兩個反相器(F3，F(xiàn)4)； 所述的第三反相器(F3)的第二引腳接地，所述的第三反相器(F3)的第一引腳分別連接有第七電阻(R7)和第一六電容(C16)，所述的第一六電容(C16)的另一端連接到第二信號輸入端(J2)，所述的第七電阻(R7)的另一端分別與第九電阻(R9)的一端以及第一三電容(C13)的一端連接，所述的第一三電容(C13)的另一端接地，所述的第三反相器(F3)的第六引腳與第四反相器(F4)的第三引腳連接；所述的第四反相器(F4)的第五引腳分別與第十電容(ClO)的一端以及第六電阻(R6)的一端連接，所述的第十電容(ClO)的另一端接地，所述的第四反相器(F4)的第四引腳連接到第七緩沖器(U7)的第二引腳； 所述的第七緩沖器(U7)的第三引腳接地，所述的第七緩沖器(U7)的第五引腳分別與第二一電容(C21)的一端以及第一四電阻(R14)的一端連接，所述的第二一電容(C21)的另一端接地，所述的第七緩沖器(U7)的第四引腳與第九電阻(R9)的另一端均連接到第八觸發(fā)器(U8)。
6.如權(quán)利要求5所述的一種相位比較電路，其特征在于，所述的第八觸發(fā)器(U8)的第一引腳分別與第七緩沖器(U7)的第四引腳以及第九電阻(R9)的一端連接，所述的第八觸發(fā)器(U8)的第二引腳、第八引腳、第七引腳、第十一電容(Cll)的一端和第八電阻(R8)的一端連接于節(jié)點b，所述的第十一電容(Cll)的另一端接地，所述的第八觸發(fā)器(U8)的第五引腳連接到第五觸發(fā)器(U5)，所述的第八觸發(fā)器(U8)的第三引腳和第六引腳均連接到第二四電容(C24)的一端，所述的第二四電容(C24)的另一端接地，所述的第八觸發(fā)器(U8)的第四引腳接地。
7.如權(quán)利要求1所述的一種相位比較電路，其特征在于，所述的第五觸發(fā)器(U5)的第一引腳連接到第九觸發(fā)器(U9)的第五引腳，所述的第五觸發(fā)器(U5)的第六引腳連接到第八觸發(fā)器(U8)第五引腳，所述的第五觸發(fā)器(U5)的第二引腳、第八引腳、第七引腳、第二三電容(C23)的一端、第九電容(C9)的一端、第Bx電阻(FBx)的一端以及第B2電阻(FB2)的一端均連接于節(jié)點c，所述的第二三電容(C23)的另一端接地，所述的第九電容(C9)的另一端接地，所述的第B 2電阻(FB2)的另一端分別連接到第十九電容(C19)的一端和第二接線端(P2)的第二引腳，所述的第十九電容(C19)的另一端接地，所述的第二接線端(P2)的第一引腳接地，所述的第五觸發(fā)器(U5)的第三引腳通過第五電阻(R5)分別連接到第十五電容(C15)的一端和信號輸出端(J3),所述的第十五電容(C15)的另一端接地。
8.如權(quán)利要求1所述的一種相位比較電路，其特征在于，所述的電源(Ul)的接地端接地，所述的電源(Ul)輸出端分別連接到第五電容(C5)的一端和第四電容(C4)的一端，所述的第五電容(C5)的另一端和第四電容(C4)的另一端均接地； 所述的電源(Ul)的輸入端分別與第三電容(C3)的一端、第二電容(C2)的一端和第十一電阻(Rll)的一端連接，所述的第十一電阻(Rll)的另一端分別與第一電容(Cl)的一端和第一接線端(Pl)的第二引腳連接，所述的第一電容(Cl)的另一端、第二電容(C2)的另一端和第三電容(C3)的另一端均接地，所述的第一接線端(Pl)的第一引腳接地，所述的第一接線端(Pl)的第三引腳分別連接到第六電容(C6)的一端和異或器(U4)的第一引腳，所述的第六電容(C6)的另一端接地。
【文檔編號】G01R25/00GK203811682SQ201420176701
【公開日】2014年9月3日 申請日期:2014年4月11日 優(yōu)先權(quán)日:2014年4月11日
【發(fā)明者】王靜 申請人:西安科技大學