眾所周知，電磁場(chǎng)是力場(chǎng)中最常見的一種。將基于電磁場(chǎng)的傳感器與用于信號(hào)分析處理的模擬/數(shù)字電路以及計(jì)算機(jī)有機(jī)的組合起來(lái)，這便是基于電磁場(chǎng)的無(wú)損檢測(cè)系統(tǒng)。雖然人們?cè)陔姶艌?chǎng)的無(wú)損檢測(cè)方面已取得了許多進(jìn)展，但基于電磁場(chǎng)的無(wú)損檢測(cè)效果仍有許多不盡人意之處，其中一個(gè)重要的影響因素便是檢測(cè)系統(tǒng)的信號(hào)經(jīng)不起環(huán)境因素的干擾，從而對(duì)系統(tǒng)的工作產(chǎn)生嚴(yán)重的影響。信號(hào)發(fā)生電路正是基于這樣的背景下研制的。 [b]1　電磁場(chǎng)無(wú)損檢測(cè)對(duì)信號(hào)的基本要求 [/b]　　在基于電磁場(chǎng)的無(wú)損檢測(cè)系統(tǒng)中，信號(hào)頻率對(duì)檢測(cè)效果的影響很大。因?yàn)樾盘?hào)頻率不穩(wěn)定將給后繼電路對(duì)信號(hào)的處理帶來(lái)極大的困難，甚至使電磁場(chǎng)檢測(cè)難以進(jìn)行。所以，在設(shè)計(jì)電路時(shí)必須采取一系列有效的措施來(lái)消除環(huán)境因素如溫度等的影響，從而保證信號(hào)頻率在檢測(cè)過(guò)程中恒定不變。顯然，在信號(hào)分析處理的電路設(shè)計(jì)中，信號(hào)發(fā)生電路部分的設(shè)計(jì)是最關(guān)鍵的環(huán)節(jié)之一。因?yàn)樾盘?hào)發(fā)生電路是整個(gè)檢測(cè)系統(tǒng)的信號(hào)源，它的信號(hào)頻率是否穩(wěn)定將對(duì)整個(gè)檢測(cè)系統(tǒng)的工作起著十分關(guān)鍵的作用。 [b]2　一種新的信號(hào)發(fā)生電路設(shè)計(jì) [/b]　　為了達(dá)到電磁場(chǎng)無(wú)損檢測(cè)系統(tǒng)對(duì)信號(hào)的基本要求，下面提出一種新型的信號(hào)發(fā)生電路，其工作原理，如圖1所示。 [align=left]　 圖1　信號(hào)發(fā)生電路 　　 在圖1所示的電路原理圖中，首先由晶振產(chǎn)生8.192MHz的信號(hào)，該信號(hào)經(jīng)分頻器分頻后（14分頻）變?yōu)?00Hz （即8.192×106/214），這一信號(hào)頻率將作為標(biāo)準(zhǔn)頻率。信號(hào)發(fā)生器XR2206將產(chǎn)生兩個(gè)頻率完全相同的信號(hào)，一個(gè)為正弦波，一個(gè)為方波。其中方波信號(hào)被送至分頻電路分頻。為了得到階躍性變化的頻率，分頻電路的分頻系數(shù)Kf有兩個(gè)值，即2和16。當(dāng)來(lái)自鎖存器的信號(hào)FRQA7為低電平時(shí)，分頻系數(shù)Kf=2；而當(dāng)FRQA7為高電平時(shí)，分頻系數(shù)Kf=16。設(shè)信號(hào)發(fā)生器產(chǎn)生的信號(hào)頻率為f，該信號(hào)經(jīng)分頻電路分頻后將變?yōu)閒/Kf。然后這一信號(hào)被送至同步減法器，與來(lái)自鎖存器的低7位FRQA0～6（設(shè)該數(shù)據(jù)為Ka）進(jìn)行運(yùn)算后，得到的信號(hào)頻率將為f/KfKa。這一輸出信號(hào)連同由晶振產(chǎn)生并經(jīng)分頻后得到的頻率為500Hz的標(biāo)準(zhǔn)信號(hào)一起送入鎖相環(huán)進(jìn)行比較。如果二者相等（即f/KfKa=500），則由信號(hào)發(fā)生器XR2206產(chǎn)生的信號(hào)頻率f不再變化，這時(shí)頻率f可由下式計(jì)算：f=500KfKa。如果由同步減法器送出的信號(hào)頻率大于500Hz（即f/KfKa>500），則由鎖相環(huán)輸出的電壓Vc將下降，從而促使波形發(fā)生器XR2206產(chǎn)生的信號(hào)頻率f減小。這個(gè)過(guò)程一直進(jìn)行到由同步減法器輸出的信號(hào)頻率f/KfKa等于500Hz為止，從而保證f≡500KfKa；如果由同步減法器送出的信號(hào)頻率小于500Hz（即f/KfKa<500），則由鎖相環(huán)輸出的電壓Vc將上升，從而促使波形發(fā)生器XR2206產(chǎn)生的信號(hào)頻率f增大。這個(gè)過(guò)程也將一直進(jìn)行到由同步減法器輸出的信號(hào)頻率f/KfKa等于500Hz為止，從而始終保證f≡500KfKa。 　　由此可見，上述電路形成了一個(gè)閉環(huán)控制。無(wú)論環(huán)境因素（如溫度等）如何變化，都不會(huì)影響信號(hào)發(fā)生器XR2206產(chǎn)生的信號(hào)頻率f，這樣信號(hào)發(fā)生器XR2206產(chǎn)生的信號(hào)頻率f將始終恒定（即f≡500KfKa，而Ka是一由計(jì)算機(jī)發(fā)送到鎖存器并由鎖存器鎖存的數(shù)據(jù)），這正是該信號(hào)發(fā)生電路設(shè)計(jì)的精髓所在。由于信號(hào)發(fā)生器XR2206所產(chǎn)生的正弦波的頻率同方波的頻率是完全相同的，這樣正弦波的頻率也將始終恒定于f，這正是測(cè)試系統(tǒng)所需要的。 　[b]　圖1中將有3路頻率均為f的輸出信號(hào)： [/b]　　（1）正弦信號(hào)Asin2πft，該信號(hào)將加在電感傳感器上，從而使電感傳感器產(chǎn)生感應(yīng)磁場(chǎng)； 　?。?） 超前上述正弦信號(hào)90°的方波信號(hào)A90； 　?。?） 與上述正弦信號(hào)同步的方波信號(hào)A0。 　　當(dāng)電感傳感器用于檢測(cè)時(shí)，正弦信號(hào)產(chǎn)生的感應(yīng)磁場(chǎng)將發(fā)生變化，電感傳感器的阻抗也將發(fā)生變化，從而使電感傳感器輸出信號(hào)的幅度和相位發(fā)生改變。為了計(jì)算這時(shí)電感傳感器輸出信號(hào)的幅度尤其是相位，需由后面兩路方波信號(hào)來(lái)對(duì)傳感器的輸出信號(hào)進(jìn)行解調(diào)，即將輸出正弦信號(hào)分為實(shí)部和虛部?jī)身?xiàng)。后面具體的處理電路和分析計(jì)算，這里不在贅述。 　　波形發(fā)生器XR2206是一種較新的信號(hào)發(fā)生器，其管腳的連接如圖2所示，其中[/align][align=center]　圖2　波形發(fā)生器 [/align][align=center]　表1　電阻參數(shù)值，kΩ 　　[/align][align=center] 　　表2　電容參數(shù)值，μF 　　[/align][b]3　工程應(yīng)用 [/b]　　該信號(hào)發(fā)生電路可應(yīng)用于各種基于電磁場(chǎng)的無(wú)損檢測(cè)系統(tǒng)中。圖3所示的渦流式傳感器檢測(cè)，便是最常用的利用感應(yīng)磁場(chǎng)的檢測(cè)系統(tǒng)。這類檢測(cè)系統(tǒng)常用來(lái)檢測(cè)導(dǎo)體零件，顯然信號(hào)頻率的穩(wěn)定與否對(duì)其檢測(cè)效果影響很大。 [align=left] 圖3　電渦流式傳感器檢測(cè) 　　此外，各種電子儀器儀表，對(duì)信號(hào)頻率的穩(wěn)定性都有較高的要求。尤其是各種工業(yè)控制和測(cè)試中的電子儀器儀表，由于工作環(huán)境惡劣，更要求信號(hào)頻率具有很強(qiáng)的抗干擾能力?？梢?，信號(hào)發(fā)生電路的研制為改善這類儀器儀表的性能提供了一個(gè)重要途徑。 [b]4　結(jié)論 [/b]　　在許多工程應(yīng)用中，都有保證信號(hào)頻率穩(wěn)定不變的要求，本文提出的信號(hào)發(fā)生電路正是為適應(yīng)這一要求而設(shè)計(jì)的。該電路采用了新型的信號(hào)發(fā)生器XR2206，并采用了閉合控制，消除了溫度漂移，保證了信號(hào)頻率的穩(wěn)定不變，從而滿足了電磁場(chǎng)無(wú)損檢測(cè)對(duì)信號(hào)頻率的要求。毫無(wú)疑問(wèn)，該信號(hào)發(fā)生電路也完全適合其他要求頻率穩(wěn)定的工程應(yīng)用中。 [/align]