一种频率差控制系统和方法技术方案

本发明专利技术公开了一种频率差控制系统和方法，该控制系统中，数模转换器分别与微处理器和基准电压源相连，驱动电路与数模转换器相连，数模转换器可以根据所述微处理器发送的控制信号和所述基准电压生成驱动电压，根据驱动电路的输出电压改变变容二极管的电容，从而实现对第二晶体振荡器频率的改变，本发明专利技术实现了准确的改变第二晶体振荡器的频率，使得两个晶体振荡器的频率差值能保持在固定值，保证了频率差的稳定性，解决了现有技术中，采用电容充放电的方式去控制第二晶体振荡器的频率极易受干扰脉冲的影响，使得两个晶体振荡器的频率差值稳定性差、精度不高的问题。

【技术实现步骤摘要】

本专利技术涉及自动化控制领域，更具体的说是涉及。
技术介绍
脉冲雷达物位计和导波雷达物位计均是用于测量物料高度的仪器，通常将其安装在需要测量物料高度的罐体的顶端，物位计通过导波杆或天线将电磁波脉冲发射出去，当电磁波遇到被测物质后，部分能量则被反射回来，通过计算电磁波发射脉冲和返回脉冲的时间差即可得到物料到物位计基准面的距离，再根据罐体高度等相关参数即可计算出物料的高度。由于电磁波传播的速度非常快，直接测量发射脉冲和接收脉冲的时间差难以实现，因此脉冲雷达物位计和导波雷达物位计通常采用时域拓展技术实现物料的测量。时域拓展技术的实现方法为，采用两个晶体振荡器，其中第一晶体振荡器产生发射脉冲，该发射脉冲与第二晶体振荡器产生的脉冲存在频率差值，所以第一晶体振荡器和第二晶体振荡器的周期值也存在一个极小差值，当第一晶体振荡器产生的发射脉冲由天线或导波杆发射出去后，该发射脉冲在遇到被测物质后由于介电常数发生突变，部分能量则被反射回来，假设在极短时间内液位没有发生变化，则在第一晶体振荡器的多个发射周期中，发射脉冲和反射回来的脉冲的时间差也几乎不发生变化，通过第二晶体振荡器产生的窄脉冲对第一晶体振荡器的一个发射周期进行采样，且只采样一个点，由于第一晶体振荡器和第二晶体振荡器存在周期差值，当通过第二晶体振荡器产生的窄脉冲对第一晶体振荡器的多个发射周期分别进行一个点的采样时，则可以重建一个波形，通过重建波形的周期则可准确的计算出第一晶体振荡器发射脉冲和返回脉冲的时间差，最终完成物料高度的测量。由此可见，两个晶体振荡器的频率差值的精度和稳定度决定了测量物料高度的准确度，由于两个晶体振荡器的频率会随着温度漂移发生变化，因此，通常利用控制电路控制第二晶体振荡器的频率，使得第一晶体振荡器的频率和第二晶体振荡器的频率差保持在固定值。现有技术是直接通过微处理器控制电容的充放电来实现对第二晶体振荡器的频率调节，但由于工业现场存在复杂的电磁环境，采用电容充放电的方式去控制第二晶体振荡器的频率极易受到干扰脉冲的影响，使得在对第二晶体振荡器的频率进行调节时容易出现偏差，导致两个晶体振荡器的频率差值稳定性差，精度不高，从而会给测量结果带来较大误差，甚至错误。
技术实现思路
有鉴于此，本专利技术提供，用于解决现有技术中晶体振荡器频率差值的精度不高和稳定性差的问题。为实现上述目的，本专利技术提供如下技术方案一种频率差控制系统，其特征在于，包括产生第一时钟源的第一晶体振荡器；产生第二时钟源的第二晶体振荡器；与所述第一晶体振荡器和第二晶体振荡器相连，分别根据所述第一时钟源产生第一窄脉冲，并根据所述第二时钟源产生第二窄脉冲，并输出所述第一窄脉冲与所述第二窄脉冲的频率差信号的触发器；与所述触发器相连，获取所述频率差信号的特征参数并与目标特征参数进行比较，根据比较结果输出对应的控制信号的微处理器；与所述微处理器相连的数模转换器，以及与所述数模转换器相连的、为所述数模转换器提供基准电压的基准电压源，所述数模转换器依据所述控制信号及所述基准电压生成目标驱动电压；与所述数模转换器相连，接收所述目标驱动电压，并生成相应的输出电压的的驱动电路；负极分别与所述驱动电路和所述第二晶体振荡器相连、接收所述输出电压，并根据所述驱动电路的输出电压改变电容，以改变所述第二晶体振荡器的频率的变容二极管，所述变容二极管的正极接地。优选地，所述数模转换器为16位数模转换器。优选地，所述触发器为高速D型触发器。一种频率差控制方法，其特征在于，该方法应用于频率差控制系统，该方法包括接收由触发器生成的第一晶体振荡器的第一窄脉冲和第二晶体振荡器的第二窄脉冲的频率差信号；获取所述频率差信号的特征参数与目标特征参数的比较结果；根据比较结果生成对应的控制信号，所述控制信号为数模转换器依据基准电压生成目标驱动电压的依据，所述目标驱动电压作用于驱动电路生成输出电压，所述输出电压用于改变变容二极管的电容，以改变所述第二晶体振荡器的频率。优选地,当所述频率差信号的特征参数为频率,所述目标特征参数为目标频率时，所述获取所述频率差信号的特征参数与目标特征参数的比较结果过程包括获取所述频率差/[目号的频率；比较所述频率差信号的频率与所述目标频率；确定所述频率差信号的频率与所述目标频率的比较结果为频率差信号的特征参数与目标特征参数的比较结果。优选地，当所述频率差信号的特征参数为周期，所述目标特征参数为目标周期时，所述获取所述频率差信号的特征参数与目标特征参数的比较结果过程包括获取所述频率差信号的周期；比较所述频率差信号的周期与所述目标周期；确定所述频率差信号的周期与所述目标周期的比较结果为频率差信号的特征参数与目标特征参数的比较结果。经由上述的技术方案可知，与现有技术相比，本专利技术公开提供了，在该控制系统中，数模转换器可以根据所述微处理器发送的控制信号和所述基准电压生成目标驱动电压，根据目标驱动电路的输出电压改变变容二极管的电容，从而实现对第二晶体振荡器频率的改变，由于基准电压源的抗干扰性很强，在环境复杂的工业现场不易受到干扰，数模转换器通过基准电压源生成的驱动电压的精度很高，使得驱动电路能够根据输出电压准确的实现对变容二极管的电容的调节，从而能够准确的改变第二晶体振荡器的频率，进而使得两个晶体振荡器的频率差值能保持在固定值，保证了频率差的稳定性，解决了现有技术中，由于采用电容充放电的方式去控制第二晶体振荡器容易受到干扰，使得两个晶体振荡器的频率差值稳定性差，精度不高的问题。附图说明为了更清楚地说明本专利技术实施例或现有技术中的技术方案，下面将对实施例或现有技术描述中所需要使用的附图作简单地介绍，显而易见地，下面描述中的附图仅仅是本专利技术的实施例，对于本领域普通技术人员来讲，在不付出创造性劳动的前提下，还可以根据提供的附图获得其他的附图。图1示出了本专利技术一种频率差控制系统的结构示意图；图2示出了本专利技术一种频率差控制方法的流程图；图3示出了本专利技术一种频率差控制方法中获取频率差信号的特征参数与目标特征参数的比较结果的过程一种实现方式的流程图；图4示出了本专利技术一种频率差控制方法中获取所述频率差信号的特征参数与目标特征参数的比较结果的过程又一种实现方式的流程图。具体实施例方式下面将结合本专利技术实施例中的附图，对本专利技术实施例中的技术方案进行清楚、完整地描述，显然，所描述的实施例仅仅是本专利技术一部分实施例，而不是全部的实施例。基于本专利技术中的实施例，本领域普通技术人员在没有做出创造性劳动前提下所获得的所有其他实施例，都属于本专利技术保护的范围。本专利技术实施例公开了，在该系统中，第一晶体振荡器产生第一时钟源，第二晶体振荡器产生第二时钟源，触发器分别与第一晶体振荡器和第二晶体振荡器相连，用于根据第一时钟源生成第一窄脉冲、根据第二时钟源生成第二窄脉冲，并输出第一窄脉冲和第二窄脉冲的频率差信号，微处理器与触发器相连，用于获取所述频率差信号的特征参数与目标特征参数的比较结果，并根据比较结果生成对应的控制信号，数模转换器分别与微处理器和能为数模转换器提供基准电压的基准电压源相连，数模转换器可以根据所述微处理器发送的控制信号和所述基准电压生成目标驱动电压，变容二极管分别与驱动电路和第二晶体振荡器相连，所述驱动电路根据所述目标驱动电压生成相应的输出电压，该输出电压本文档来自技高网...

【技术保护点】
一种频率差控制系统，其特征在于，包括：产生第一时钟源的第一晶体振荡器；产生第二时钟源的第二晶体振荡器；与所述第一晶体振荡器和第二晶体振荡器相连，分别根据所述第一时钟源产生第一窄脉冲，并根据所述第二时钟源产生第二窄脉冲，并输出所述第一窄脉冲与所述第二窄脉冲的频率差信号的触发器；与所述触发器相连，获取所述频率差信号的特征参数并与目标特征参数进行比较，根据比较结果输出对应的控制信号的微处理器；与所述微处理器相连的数模转换器，以及与所述数模转换器相连的、为所述数模转换器提供基准电压的基准电压源，所述数模转换器依据所述控制信号及所述基准电压生成目标驱动电压；与所述数模转换器相连，接收所述目标驱动电压，并生成相应的输出电压的的驱动电路；负极分别与所述驱动电路和所述第二晶体振荡器相连、接收所述输出电压，并根据所述驱动电路的输出电压改变电容，以改变所述第二晶体振荡器的频率的变容二极管，所述变容二极管的正极接地。

【技术特征摘要】
1.一种频率差控制系统，其特征在于，包括: 产生第一时钟源的第一晶体振荡器； 产生第二时钟源的第二晶体振荡器； 与所述第一晶体振荡器和第二晶体振荡器相连，分别根据所述第一时钟源产生第一窄脉冲，并根据所述第二时钟源产生第二窄脉冲，并输出所述第一窄脉冲与所述第二窄脉冲的频率差信号的触发器； 与所述触发器相连，获取所述频率差信号的特征参数并与目标特征参数进行比较，根据比较结果输出对应的控制信号的微处理器； 与所述微处理器相连的数模转换器，以及与所述数模转换器相连的、为所述数模转换器提供基准电压的基准电压源，所述数模转换器依据所述控制信号及所述基准电压生成目标驱动电压； 与所述数模转换器相连，接收所述目标驱动电压，并生成相应的输出电压的的驱动电路； 负极分别与所述驱动电路和所述第二晶体振荡器相连、接收所述输出电压，并根据所述驱动电路的输出电压改变电容，以改变所述第二晶体振荡器的频率的变容二极管，所述变容二极管的正极接地。2.根据权利要求1所述的系统，其特征在于，所述数模转换器为16位数模转换器。3.根据权利要求1所述的系统，其特征在于，所述触发器为高速D型触发器。4.一种频率差控制方法，其特征在于，该方法应用于频率差控制系统，该方法...

【专利技术属性】
技术研发人员：陈俊，赵俊杰，刘君，夏涛，范耀锋，
申请(专利权)人：重庆川仪自动化股份有限公司，
类型：发明
国别省市：