基于磁感線圈的車流量檢測的研究
2 鎖相環(huán)檢測頻率變化
NE567是音頻解碼集成電路,其基本組成為鎖相環(huán)、直角相位檢波器、放大器和一個(gè)輸出晶體管。NE567的基本狀況猶如一個(gè)低壓電源開關(guān),當(dāng)其接收到一個(gè)位于所選定的窄頻帶內(nèi)的信號(hào)時(shí),開關(guān)就接通。此芯片所能檢測到的中心頻率范圍為0~500 kHz,檢測帶寬可以設(shè)定為中心頻率14%內(nèi)的任何值,另外輸出開關(guān)延遲也可以根據(jù)外電阻和電容改變。內(nèi)部結(jié)構(gòu)如圖3所示。本文引用地址:http://www.ex-cimer.com/article/176080.htm
2.1 檢測原理
將振蕩電路的輸出信號(hào)接NE567芯片的輸入引腳,設(shè)定芯片外部器件參數(shù),使得當(dāng)無車經(jīng)過時(shí)輸入頻率不在環(huán)路鎖定范圍內(nèi),而有車經(jīng)過時(shí),環(huán)路立即鎖定,使得輸出引腳8由高電平轉(zhuǎn)換成低電平,從而只需檢測一段時(shí)間內(nèi)8引腳低電平的次數(shù)即可得到車流量。
2.2 中心頻率的確定
在系統(tǒng)中,中心頻率即是有車輛經(jīng)過時(shí)的諧振頻率。芯片外部的R1,C1用來設(shè)定中心頻率的大小,可以用公式f0=1.1/(R1C1)設(shè)定。其中f0單位為kHz,R1單位為kΩ,C1單位為μF。R1范圍為2~20 kΩ,可以先設(shè)定R1的大小,再根據(jù)頻率跟電阻求出電容大小。
2.3 帶寬的確定
NE567能根據(jù)外部參數(shù)設(shè)定檢測范圍,也即檢測帶寬。帶寬由公式確定。其中BW單位為中心頻率的百分?jǐn)?shù),Vi單位為V且需滿足Vi≤200 mV,f0單位為kHz,C2單位為μF。開始時(shí)可以將C2選擇成2C1,隨后根據(jù)需要調(diào)整C2的大小。
除了對(duì)上述中心頻率和帶寬的確定外,還需調(diào)整C3的大小,以避免重復(fù)檢測。
2.4 參數(shù)的設(shè)置
由頻率設(shè)定公式,已知f0=440 kHz,得R1C1=2.5,可以設(shè)定R1=2.5 kΩ,C1=1 nF。再根據(jù)帶寬公式設(shè)置C2=50 nF,電容C3則需具體情況來調(diào)整,對(duì)于8引腳上負(fù)載RL的確定,由于RL上最大課吸收電流為100 mA,當(dāng)電源為5 V時(shí),負(fù)載RL最小為5 kΩ,因此設(shè)定RL=10 kΩ。除此之外,NE567芯片3引腳接輸入信號(hào),7引腳接地,4引腳接電源。當(dāng)NE567的3引腳接受到一個(gè)帶寬內(nèi)信號(hào)時(shí),芯片內(nèi)部三極管導(dǎo)通,電源通過RL后接地,8引腳有高電平變成地電平,因此只需檢測在一段時(shí)間內(nèi)8引腳低電平的次數(shù)即可檢測車流量。
3 仿真實(shí)驗(yàn)
圖4和圖5分別為無車經(jīng)過和有車經(jīng)過時(shí)的正弦振蕩信號(hào)。由圖4可知無車經(jīng)過時(shí)振蕩頻率為485 kHz,圖5中顯示有車經(jīng)過時(shí)振蕩頻率為444 kHz,分別與理論值的480 kHz和441 kHz相比相差很小,且頻率改變量為41 kHz,小于中心頻率的14%,滿足NE567芯片的使用要求,證明了此系統(tǒng)的正確性。
4 結(jié)語
本文針對(duì)午流量檢測部分做了較為系統(tǒng)的分析,此檢測系統(tǒng)已通過仿真實(shí)驗(yàn)得到驗(yàn)證,并在檢測模型中已經(jīng)通過。其中的參數(shù)足根據(jù)設(shè)定模型而設(shè)計(jì),在工程設(shè)計(jì)中,具體參數(shù)還需根據(jù)情況而定。
評(píng)論