数字时栅信号处理设计：角度检测与电路实现

本文档主要探讨了基于数字相关时栅信号处理的设计，它涉及到传感器技术、信号处理算法以及微控制器应用。首先，设计原理部分阐述了时栅传感器的工作机制，通过两路正交信号（正弦和余弦）激发传感器，通过电磁感应获取角度信息，通过比较两个信号的相位差来测量角度α。设计要求中，目标是构建一个测控系统，系统操作简单，每按一次按键，角度变化5度。单片机模拟正弦和余弦波，并与相应的时栅函数相乘，随后经过加法电路和AD转换，将模拟信号数字化。 在硬件电路设计中，加法器电路使用了LM324芯片，将STM32的DAC输出的400Hz正弦波进行相加，确保增益为1。带通滤波器是设计的关键组件，其中心频率设为400Hz，带宽为100Hz，采用压控电压二阶滤波器，以抑制噪声并保持稳定性。具体参数如电容和电阻值经过计算确定，确保滤波效果符合要求。 此外，文中提到了偏置放大电路的设计，考虑到通过带通滤波器的信号可能会出现负电压，因此需要设计电路以提供负电压参考，确保STM32芯片正常工作。整个系统通过模拟与数字信号的结合，实现了对角度的精确测量和实时显示。 总结起来，这份文档涵盖了传感器技术中的时栅信号处理方法，微处理器控制下的信号处理流程，以及关键硬件电路的设计细节，包括加法器、滤波器和偏置放大电路的配置。这对于理解和实现基于数字相关时栅信号处理的系统具有重要的指导意义。