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一种基于CPLD的可编程FV变换电路

发布时间:2020-07-21 17:52:19 阅读: 来源:水泥发泡切割机厂家

摘要:文章介绍了一种可编程的频率电压变换电路(F/V),将频率信号通过复杂可编程逻辑器件(CPLD)变换为与频率成正比的脉宽信号,脉宽信号控制模拟开关对基准电压信号进行斩波,斩波信号经低通滤波后输出直流电压信号。关键词:可编程逻辑器件;频率电压变换;脉冲宽度调制0 前言 电气自动化和过程自动化及自动检测领域常常用到频率电压变换器F/V,需要将频率信号转换为电压信号。F/V变换器的实现方法一般有3种:一是基于专用F/V转换芯片(如LM331),二是基于模拟电路,三是基于微处理器和D/A转换器。前两种F/V变换器的共同缺点是量程单一,频率变换范围不能在线改变或不能方便地改变。第三种F/V变换器需要较高速度的微处理器和高分辨率D/A转换器,成本较高。本文介绍一种基于CPLD的可编程F/V变换电路,该电路简单、频率变换范围可任意连续设置、精度高,具有较好的实用价值。1 电路的基本原理 F/V变换电路的基本结构,频率信号经K分频电路转换为占空比为50%的方波信号;方波信号经频率/脉宽变换电路转换为脉宽与频率成正比的脉冲调宽信号;脉冲调宽信号的高电平控制模拟开关与电压基准接通,低电平控制模拟开关与信号地接通,模拟开关的输出经低通滤波器将脉冲宽度信号转换为直流电压信号。 图2为F/PWM变换电路的原理图,fs为被变换频率信号,f0为参考时钟信号,D1为M分频器,D2为K分频器,C1、C2为n位二进制计数器,U1、U2为上升沿触发的D触发器。当K分频器输出fk为0时,计数C1器清零,U1触发器的输出置1,当fk为1时,计数器C1在M分频器的输出fc的作用下增量计数。当计数器C1计数由N-1变为N时,其计数器C1的Qn脚输出由0变为1,触发D触发器1的输出为逻辑0。当K分频器输出fk为1时,计数C2器清零,U2触发器的输出置1,当fk为0时,计数器C2在M分频器的输出fc的作用下增量计数。当计数器C2输出由N-1变为N时,其计数器C2的Q脚输出由0变为1,触发D触发器U2的输出为逻辑0。两组计数一触发电路逻辑相反,经过逻辑组合输出得到脉宽与频率fk成正比的输出波形fPWM。频率脉宽变换时序图如图3所示。

本文引用地址:

设被变换频率信号fs的周期为T,则K分频信号fk的周期为KT,脉宽调制信号的宽度为τ,设计数器对fc的计数为N,则τ=MN/f0,脉宽调制信号fPWM的占空比DPWM与fs成正比。 分频器相关文章:分频器原理

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