巧妙利用数字锁相环测量汽车转速

可行性。可利用此软件的仿真功能来分析4018和4046的功能以及在本设计中的应用。
　　4.14018的分频功能仿真
　　4.1.16分频的实现
　　
　　
　　
　　
　　---由以上分析可知道，只要把4018的6管脚输出接到1管脚DATA端，4018就成为六进制计数器，电路连接如图3所示。
　　---仿真时，在4018的时钟CLK端加上频率为1MHz的方波信号，观察输入信号Ui和输出信号Uo，波形图如图4所示，用软件所带测量光标测量两个信号的频率，Ui的频率恰为Uo的频率的6倍，用4018成功地实现了输入信号的6分频。
　　4.1.24分频与3分频的实现
　　---只要把4018芯片的4管脚接到1管脚DATA端，就可对输入时钟信号进行4分频，把第4和第5管脚相与后再接到1管脚DATA端，就可对输入时钟信号进行3分频，相应的电路连接图和仿真波形不再赘述。
　　4.24046的锁相功能和压控振荡功能仿真
　　4.2.14046的锁相功能仿真
　　---4046内部有两个相位比较器，本设计中使用相位比较器2，把信号输入端（14管脚）的信号与比较输入端（3管脚）的信号进行相位比较，将相位差转化为脉冲信号输出，此信号经过低通滤波器滤波，作为压控振荡器的输入信号，只要14管脚和3管脚的信号相位差恒定，压控振荡器的输入信号就为定值，压控振荡器的输出信号频率就为14管脚信号频率的倍数。实际电路连接图如图5所示。
　　---图5中，经传感器采集并预处理过的信号从信号输入端（14管脚）输入，压控振荡器的输出信号（4管脚）经4018分频后反馈至比较信号输入端（3管脚），鉴相后的信号从相位比较器2（13管脚）输出，此信号经低通滤波处理后送给压控振荡器输入端（9管脚），输出信号频率由压控振荡器输入信号和6、7管脚间的电容C1和11、12管脚上的电阻R1、R2决定。
　　---对4046的锁相功能进行仿真时，从14管脚输入频率为60Hz，高电平为电源电压（10V），占空比为1/4的矩形波信号，从3管脚输入频率为60Hz，高电平为电源电压（10V），占空比为1/2的矩形波信号，二者的相位差是恒定的，从相位比较器2输出的信号滤波后成为直流信号，送给压控振荡器输入端，相应的仿真波形图如图6所示。
　　---由上图可以看出，当输入信号和比较信号的相位差保持恒定时，鉴相后的信号经低通滤波处理后为直流信号，此信号控制压控振荡器的输出信号频率。
　　4.2.24046的压控振荡功能仿真
　　
　　
　　
　　---当外围参数确定后，4046的压控振荡器输出信号频率取决于VCOIN端的直流信号大小。通过设置不同的输入直流信号电压，观察输出信号波形。所采用的电路连接图如图7所示。
　　---分别给VCOIN端加上1.0～7.0V的直流电压，观察VCOOUT端的输出信号波形，所得波形图如图8所示。
　　---通过测量光标测量各输出信号的周期，再转换成频率，所得波形频率与输入直流电压的关系如表1所示。
　　---通过以上波形显示和测量数据可以得出以下结论，压控振荡器的输出信号频率与输入电压具有很好的线性关系，输出信号频率超出音频范围。
　　
　　5结束语
　　---本设计运用数字锁相芯片具有的锁相和压控振荡功能，产生高频振荡，驱动可变计数器进行不同分频，产生的与汽车转速成正比的信号经计数、译码后显示测量结果。配以合理的传感器采集信号，可用于不同汽缸的汽车转速的测量，具有一定的实用价值和应用前景。
　

《巧妙利用数字锁相环测量汽车转速(第2页)》