基于单片机的微弱信号频率和相位自动检测系统技术方案

本实用新型专利技术公开一种基于单片机的微弱信号频率和相位自动检测系统，包括耦合器和电源模块；耦合器上依次连接有第一级放大电路、第二级放大电路、整形电路、分频电路和单片机系统，单片机系统的另一端分别连接有显示模块和存储模块；第一级放大电路上还串联有与第二级放大电路相并联的幅值检测电路，幅值检测电路的另一端连接于单片机系统；耦合器上还连接有相位检测电路，相位检测电路的另一端连接于单片机系统；电源模块为整个系统供电。本实用新型专利技术结合单片机控制，利用多级放大技术，以分频器和触发器相结合的实现方法，获得高性能智能化信号自动检测，本实用新型专利技术自动化程度高，速度快测量效率高，安全性能好，操作方便。

【技术实现步骤摘要】

本技术涉及信息检测控制技术，具体涉及一种基于单片机的微弱信号频率和相位自动检测系统。
技术介绍
在电子技术中，频率是最基本的参数之一，因此频率的测量就显得尤为重要，而频率计则是一种专门对被测信号频率进行测量的电子测量仪器，在电子技术中，频率和相位是最重要和最基本的参数，并且与许多电参量的测量方案、测量结果有十分密切的关系，因此信号的频率和相位测量系统和方法在计算机、通讯、科研等各个领域显得非常重要。目前，常见的频率计大多由信号输入电路、信号处理电路和计数显示电路组成，这类频率计响应速度快、成本低。2010年，钱伟提出的技术专利(申请号：201010574470.0)，利用单片机结合放大电路获得了简易的频率计；2013年，王火明提出的技术专利(申请号：201310411422.3)，利用逻辑电路和定时器相结合的方法测量了信号的频率；2014年，胡天吉提出的技术专利(申请号：201410164401.0)，利用DSP芯片结合整形电路，设计了数字频率计；2015年2月王雪提出的技术专利(申请号：201510082488.1)，利用CPLD芯片做出了调制域频率计数器及其连续测频方法。以上现有技术具有一定的使用价值，但是，这些系统的频带较窄，性能不稳定，且无法测量复杂多变信号的频率，而且在测量过程中多采用技术的方法不能准确的测量信号的波形，信号的整形不理想，不能同时测量信号的相位，因此，这些系统和方法的应用面较窄，限制其在电子测量中的应用。
技术实现思路
专利技术目的：本技术的目的在于解决现有技术存在的缺陷，提供过一种基于单片机的微弱信号频率和相位自动检测系统。技术方案：本技术的一种基于单片机的微弱信号频率和相位自动检测系统，包括耦合器和电源模块；所述耦合器上依次连接有第一级放大电路、第二级放大电路、整形电路、分频电路和单片机系统，单片机系统的另一端分别连接有显示模块和存储模块；所述第一级放大电路上还串联有与第二级放大电路相并联的幅值检测电路，幅值检测电路的另一端连接于单片机系统；所述耦合器上还连接有相位检测电路，相位检测电路的另一端连接于单片机系统；所述电源模块为整个系统供电。进一步的，所述单片机系统为DSP控制器、ARM控制器和普通单片机控制器中的任意一种；所述显示模块为液晶显示和LED显示中的任意一种。进一步的，所述存储模块为动态随机存储器、静态存储器和同步动态随机存储器中的任意一种。进一步的，所述电源模块为线性稳压电源。进一步的，所述第一级放大电路包括第一放大器芯片、电源和若干电阻、电容；所述电阻R1的一端连接地线，另一端连接信号的输入端和第一放大器芯片的第一引脚；电阻R2的一端连接地线，另一端连接第一放大器芯片的第八引脚；第一放大器芯片的第三引脚通过电阻R4分别连接电阻R3和电阻R5，其中电阻R4的另一端连接单片机系统，电阻R5的另一端连接电源；第一放大器芯片的第五引脚连接电阻R6，电阻R6的另一端作为信号的输出端；第一放大器芯片的第六引脚连接电容C2，电容C2的另一端连接地线；第一放大器芯片的第七引脚连接电容C1，电容C1的另一端连接地线，同时，第一放大器芯片的第六、七引脚分别连接电源模块。进一步的，所述幅值检测电路包括均方根直流转换芯片、电源和若干电阻、电容；所述电阻R7一端连接均方根直流转换芯片的第四引脚，电阻R7的另两端连接电源模块；均方根直流转换芯片的第六引脚连接电阻R8的一端，电阻R8另一端连接均方根直流转换芯片的第11引脚；均方根直流转换芯片的第12引脚和第13引脚分别通过电容C4和电容C3和地线连接，同时，均方根直流转换芯片的第12引脚和第13引脚分别连接电源模块；均方根直流转换芯片的第15引脚连接第一级放大电路的输出端，均方根直流转换芯片的第11引脚连接单片机系统。进一步的，所述第二级放大电路包括第二放大器芯片、电源和若干电阻、电容；所述第一级放大电路的输出端通过电阻R9连接到第二放大器芯片的第二引脚；电阻R10一端连接地线，另一端连接第二放大器芯片的第三引脚；电容C7的一端连接地线，另一端连接第二放大器芯片的第四引脚，并与电源连接，同时，第二放大器芯片的第四引脚通过电容C8连接第二放大器芯片的第七引脚；第二放大器芯片的第六引脚通过电阻R11作为第二级放大电路的信号输出端。进一步的，在整形电路中，从第二级放大电路输出的信号连接电阻R12的一端，电阻R12的另一端连接第一选择器芯片的第六引脚；第一选择器芯片的第二引脚连接地线；第一选择器芯片的第16引脚连接电源；第一选择器芯片的第七引脚作为整形后的输出端；在分频电路中，从整形电路输出的信号连接第二选择器的第6引脚和第一计数器的第14引脚；第二选择器的第1引脚连接地线，第16引脚连接电源，第15引脚连接第1引脚后与地线连接，第二选择器的第1、14引脚分别作为一路分频信号输出，控制分频信号的频率，第二选择器的第4引脚连接第二计数器的第8引脚，第二选择器的第5引脚分别连接第一计数器的第8引脚和第二计数器的第14引脚；第1计数器的第2、3、6、7和10引脚连接地线，第一计数器的第5引脚连接电源；第2计数器的第2、3、6、7和10引脚连接地线，第二计数器的第5引脚连接电源；第二计数器的第7引脚作为分频后的信号输出，并且连接单片机系统上。进一步的，所述相位检测电路的输入端是连接起始信号，分成两路信号，其中一路信号通过电阻R16连接第三放大器芯片的第3引脚，第三放大器芯片的第二引脚通过电阻R14连接地线，同时，第2引脚通过电阻R15连接第6引脚，第4引脚连接地线，第7引脚连接电源，第6引脚连接第四放大器芯片的第3引脚，第四放大器芯片的第7引脚通过电容C11连接地线，第四放大器芯片的第6引脚通过二极管D1输出信号连接到触发器芯片的第3引脚；另一路信号的输入端连接到通过电阻R21连接第五放大器芯片的第3引脚，第五放大器芯片的第7引脚连接电源，第4引脚连接地线，第2引脚通过电阻R20连接其第6引脚，第五放大器芯片的第6引脚连接第六放大器芯片的第3引脚，第六放大器芯片的第2、4引脚连接地线，第7引脚连接电源，第6引脚连接通过二极管D2连接触发器第11引脚，触发器芯片的第2、4、10、12引脚连接电源，第1引脚连接其第8引脚，触发器芯片的第13引脚作为相位检测信号的输出与单片机系统连接，通过显示模块显示信号的相位。当所述输入信号被耦合器分成两束信号，其中本文档来自技高网...

【技术保护点】
一种基于单片机的微弱信号频率和相位自动检测系统，其特征在于：包括耦合器和电源模块；所述耦合器上依次连接有第一级放大电路、第二级放大电路、整形电路、分频电路和单片机系统，单片机系统的另一端分别连接有显示模块和存储模块；所述第一级放大电路上还串联有与第二级放大电路相并联的幅值检测电路，幅值检测电路的另一端连接于单片机系统；所述耦合器上还连接有相位检测电路，相位检测电路的另一端连接于单片机系统；所述电源模块为整个系统供电。

【技术特征摘要】
1.一种基于单片机的微弱信号频率和相位自动检测系统，其特征在于：包括耦合器和电源模块；
所述耦合器上依次连接有第一级放大电路、第二级放大电路、整形电路、分频电路和单片机系统，单片机系统的另一端分别连接有显示模块和存储模块；所述第一级放大电路上还串联有与第二级放大电路相并联的幅值检测电路，幅值检测电路的另一端连接于单片机系统；所述耦合器上还连接有相位检测电路，相位检测电路的另一端连接于单片机系统；
所述电源模块为整个系统供电。
2.根据权利要求1所述的基于单片机的微弱信号频率和相位自动检测系统，其特征在于：所述单片机系统为DSP控制器、ARM控制器和普通单片机控制器中的任意一种；所述显示模块为液晶显示和LED显示中的任意一种。
3.根据权利要求1所述的基于单片机的微弱信号频率和相位自动检测系统，其特征在于：所述存储模块为动态随机存储器、静态存储器和同步动态随机存储器中的任意一种。
4.根据权利要求1所述的基于单片机的微弱信号频率和相位自动检测系统，其特征在于：所述电源模块为线性稳压电源。
5.根据权利要求1所述的基于单片机的微弱信号频率和相位自动检测系统，其特征在于：所述第一级放大电路包括第一放大器芯片、电源和若干电阻、电容；
所述若干电阻中包括电阻R1，电阻R1的一端连接地线，另一端连接信号的输入端和第一放大器芯片的第一引脚；电阻R2的一端连接地线，另一端连接第一放大器芯片的第八引脚；第一放大器芯片的第三引脚通过电阻R4分别连接电阻R3和电阻R5，其中电阻R4的另一端连接单片机系统，电阻R5的另一端连接电源；第一放大器芯片的第五引脚连接电阻R6，电阻R6的另一端作为信号的输出端；第一放大器芯片的第六引脚连接电容C2，电容C2的另一端连接地线；第一放大器芯片的第七引脚连接电容C1，电容C1的另一端连接地线，同时，第一放大器芯片的第六、七引脚分别连接电源模块。
6.根据权利要求1所述的基于单片机的微弱信号频率和相位自动检测系统，其特征在于：所述幅值检测电路包括均方根直流转换芯片、电源和若干电阻、电容；
所述若干电阻中包括电阻R7，电阻R7一端连接均方根直流转换芯片的第四引脚，电阻R7的另两端连接电源模块；均方根直流转换芯片的第六引脚连接电阻R8的一端，电阻R8另一端连接均方根直流转换芯片的第11引脚；均方根直流转换芯片的第12引脚和第13引脚分别通过电容C4和电容C3和地线连接，同时，均方根直流转换芯片的第12引脚和第13引脚分别连接电源模块；均方根直流转换芯片的第15引脚连接第一级放大电路的输出端，均方根直流转换芯片的第11引脚连接单片机系统。
7.根据权利要求1所述的基于单片机的微弱信号频率和相位自动检测系统，其特征在于：所述第二级放大电路包括第二放...

【专利技术属性】
技术研发人员：王如刚，沈兆军，郑都民，徐航，袁鑫，薛霖霖，俞延江，叶锴，
申请(专利权)人：盐城工学院，
类型：新型
国别省市：江苏;32