專利名稱：一種頻率差控制系統和方法
技術領域：
本發明涉及自動化控制領域，更具體的說是涉及一種頻率差控制系統和方法。
背景技術：
脈沖雷達物位計和導波雷達物位計均是用于測量物料高度的儀器，通常將其安裝在需要測量物料高度的罐體的頂端，物位計通過導波桿或天線將電磁波脈沖發射出去，當電磁波遇到被測物質后，部分能量則被反射回來，通過計算電磁波發射脈沖和返回脈沖的時間差即可得到物料到物位計基準面的距離，再根據罐體高度等相關參數即可計算出物料的高度。由于電磁波傳播的速度非常快，直接測量發射脈沖和接收脈沖的時間差難以實現，因此脈沖雷達物位計和導波雷達物位計通常采用時域拓展技術實現物料的測量。時域拓展技術的實現方法為，采用兩個晶體振蕩器，其中第一晶體振蕩器產生發射脈沖，該發射脈沖與第二晶體振蕩器產生的脈沖存在頻率差值，所以第一晶體振蕩器和第二晶體振蕩器的周期值也存在一個極小差值，當第一晶體振蕩器產生的發射脈沖由天線或導波桿發射出去后，該發射脈沖在遇到被測物質后由于介電常數發生突變，部分能量則被反射回來，假設在極短時間內液位沒有發生變化，則在第一晶體振蕩器的多個發射周期中，發射脈沖和反射回來的脈沖的時間差也幾乎不發生變化，通過第二晶體振蕩器產生的窄脈沖對第一晶體振蕩器的一個發射周期進行采樣，且只采樣一個點，由于第一晶體振蕩器和第二晶體振蕩器存在周期差值，當通過第二晶體振蕩器產生的窄脈沖對第一晶體振蕩器的多個發射周期分別進行一個點的采樣時，則可以重建一個波形，通過重建波形的周期則可準確的計算出第一晶體振蕩器發射脈沖和返回脈沖的時間差，最終完成物料高度的測量。由此可見，兩個晶體振蕩器的頻率差值的精度和穩定度決定了測量物料高度的準確度，由于兩個晶體振蕩器的頻率會隨著溫度漂移發生變化，因此，通常利用控制電路控制第二晶體振蕩器的頻率，使得第一晶體振蕩器的頻率和第二晶體振蕩器的頻率差保持在固定值。現有技術是直接通過微處理器控制電容的充放電來實現對第二晶體振蕩器的頻率調節，但由于工業現場存在復雜的電磁環境，采用電容充放電的方式去控制第二晶體振蕩器的頻率極易受到干擾脈沖的影響，使得在對第二晶體振蕩器的頻率進行調節時容易出現偏差，導致兩個晶體振蕩器的頻率差值穩定性差，精度不高，從而會給測量結果帶來較大誤差，甚至錯誤。
發明內容
有鑒于此，本發明提供一種頻率差控制系統和方法，用于解決現有技術中晶體振蕩器頻率差值的精度不高和穩定性差的問題。為實現上述目的，本發明提供如下技術方案
一種頻率差控制系統，其特征在于，包括產生第一時鐘源的第一晶體振蕩器；產生第二時鐘源的第二晶體振蕩器；與所述第一晶體振蕩器和第二晶體振蕩器相連，分別根據所述第一時鐘源產生第一窄脈沖，并根據所述第二時鐘源產生第二窄脈沖，并輸出所述第一窄脈沖與所述第二窄脈沖的頻率差信號的觸發器；與所述觸發器相連，獲取所述頻率差信號的特征參數并與目標特征參數進行比較，根據比較結果輸出對應的控制信號的微處理器；與所述微處理器相連的數模轉換器，以及與所述數模轉換器相連的、為所述數模轉換器提供基準電壓的基準電壓源，所述數模轉換器依據所述控制信號及所述基準電壓生成目標驅動電壓；與所述數模轉換器相連，接收所述目標驅動電壓，并生成相應的輸出電壓的的驅動電路；負極分別與所述驅動電路和所述第二晶體振蕩器相連、接收所述輸出電壓，并根據所述驅動電路的輸出電壓改變電容，以改變所述第二晶體振蕩器的頻率的變容二極管，所述變容二極管的正極接地。優選地，所述數模轉換器為16位數模轉換器。優選地，所述觸發器為高速D型觸發器。一種頻率差控制方法，其特征在于，該方法應用于頻率差控制系統，該方法包括接收由觸發器生成的第一晶體振蕩器的第一窄脈沖和第二晶體振蕩器的第二窄脈沖的頻率差信號；獲取所述頻率差信號的特征參數與目標特征參數的比較結果；根據比較結果生成對應的控制信號，所述控制信號為數模轉換器依據基準電壓生成目標驅動電壓的依據，所述目標驅動電壓作用于驅動電路生成輸出電壓，所述輸出電壓用于改變變容二極管的電容，以改變所述第二晶體振蕩器的頻率。優選地,當所述頻率差信號的特征參數為頻率,所述目標特征參數為目標頻率時，所述獲取所述頻率差信號的特征參數與目標特征參數的比較結果過程包括獲取所述頻率差/[目號的頻率；比較所述頻率差信號的頻率與所述目標頻率；確定所述頻率差信號的頻率與所述目標頻率的比較結果為頻率差信號的特征參數與目標特征參數的比較結果。優選地，當所述頻率差信號的特征參數為周期，所述目標特征參數為目標周期時，所述獲取所述頻率差信號的特征參數與目標特征參數的比較結果過程包括獲取所述頻率差信號的周期；比較所述頻率差信號的周期與所述目標周期；確定所述頻率差信號的周期與所述目標周期的比較結果為頻率差信號的特征參數與目標特征參數的比較結果。經由上述的技術方案可知，與現有技術相比，本發明公開提供了一種頻率差控制系統和方法，在該控制系統中，數模轉換器可以根據所述微處理器發送的控制信號和所述基準電壓生成目標驅動電壓，根據目標驅動電路的輸出電壓改變變容二極管的電容，從而實現對第二晶體振蕩器頻率的改變，由于基準電壓源的抗干擾性很強，在環境復雜的工業現場不易受到干擾，數模轉換器通過基準電壓源生成的驅動電壓的精度很高，使得驅動電路能夠根據輸出電壓準確的實現對變容二極管的電容的調節，從而能夠準確的改變第二晶體振蕩器的頻率，進而使得兩個晶體振蕩器的頻率差值能保持在固定值，保證了頻率差的穩定性，解決了現有技術中，由于采用電容充放電的方式去控制第二晶體振蕩器容易受到干擾，使得兩個晶體振蕩器的頻率差值穩定性差，精度不高的問題。
為了更清楚地說明本發明實施例或現有技術中的技術方案，下面將對實施例或現有技術描述中所需要使用的附圖作簡單地介紹，顯而易見地，下面描述中的附圖僅僅是本發明的實施例，對于本領域普通技術人員來講，在不付出創造性勞動的前提下，還可以根據提供的附圖獲得其他的附圖。圖1示出了本發明一種頻率差控制系統的結構示意圖；圖2示出了本發明一種頻率差控制方法的流程圖；圖3示出了本發明一種頻率差控制方法中獲取頻率差信號的特征參數與目標特征參數的比較結果的過程一種實現方式的流程圖；圖4示出了本發明一種頻率差控制方法中獲取所述頻率差信號的特征參數與目標特征參數的比較結果的過程又一種實現方式的流程圖。
具體實施例方式下面將結合本發明實施例中的附圖，對本發明實施例中的技術方案進行清楚、完整地描述，顯然，所描述的實施例僅僅是本發明一部分實施例，而不是全部的實施例。基于本發明中的實施例，本領域普通技術人員在沒有做出創造性勞動前提下所獲得的所有其他實施例，都屬于本發明保護的范圍。本發明實施例公開了一種頻率差控制系統和方法，在該系統中，第一晶體振蕩器產生第一時鐘源，第二晶體振蕩器產生第二時鐘源，觸發器分別與第一晶體振蕩器和第二晶體振蕩器相連，用于根據第一時鐘源生成第一窄脈沖、根據第二時鐘源生成第二窄脈沖，并輸出第一窄脈沖和第二窄脈沖的頻率差信號，微處理器與觸發器相連，用于獲取所述頻率差信號的特征參數與目標特征參數的比較結果，并根據比較結果生成對應的控制信號，數模轉換器分別與微處理器和能為數模轉換器提供基準電壓的基準電壓源相連，數模轉換器可以根據所述微處理器發送的控制信號和所述基準電壓生成目標驅動電壓，變容二極管分別與驅動電路和第二晶體振蕩器相連，所述驅動電路根據所述目標驅動電壓生成相應的輸出電壓，該輸出電壓使得變容二極管的電容發生改變，從而實現對第二晶體振蕩器頻率的改變。參見圖1，示出了本發明一種頻率差控制系統的結構示意圖。結合圖1，該頻率差控制系統可以包括第一晶體振蕩器101、第二晶體振蕩器102、觸發器103、微處理器104、數模轉換器105、基準電壓源106、驅動電路107和變容二極管108，其中
所述第一晶體振蕩器101產生第一時鐘源，并發送給觸發器103 ；所述第二晶體振蕩器102產生第二時鐘源，并發送給觸發器103 ；所述觸發器103分別與所述第一晶體振蕩器101和所述第二晶體振蕩器102相連，接收所述第一晶體振蕩器101產生的第一時鐘源并生成第一窄脈沖，接收所述第二晶體振蕩器102產生的第二時鐘源并生成第二窄脈沖，所述觸發器可以生成第一窄脈沖和第二窄脈沖的頻率差信號，并將所述頻率差信號發送給微處理器；其中，所述觸發器可以選用高速D型觸發器，但需要說明的是，在本發明中并不僅限于D型觸發器，還可以選擇其他觸發器。所述微處理器104與所述觸發器103相連，獲取所述觸發器發送的頻率差信號，并根據所述頻率差信號生成頻率差信號的特征參數，將所述頻率差信號的特征參數與目標特征參數進行比較，并根據比較結果生成對應的控制信號，發送給數模轉換器；其中，所述微處理器可以周期性的獲取所述觸發器的頻率差信號，并可以根據當前接收的頻率差信號產生對應的頻率差信號的特征參數，將所述頻率差信號的特征參數與目標特征參數進行比較，根據比較結果生成對應的控制信號。其中，微處理器周期性獲取所述頻率差信號的時間間隔并沒有具體限定，可以為20ms^l00ms中的任意值，當然也可以根據實際情況設置滿足不同需求的時間間隔。所述數模轉換器105分別與所述微處理器104和所述基準電壓源106相連；所述基準電壓源可以 為所述數模轉換器提供基準電壓；其中，所述基準電壓源的溫漂非常低，抗干擾性很強，在工業現場復雜的電磁波環境下不易受到干擾。 所述數模轉換器105依據所述控制信號以及所述基準電壓生成目標驅動電壓，并將所述目標驅動電壓發送給所述驅動電路107 ;其中，所述數模轉換器可以選擇16位的數模轉換器，但在本發明中并不僅限定于16位的數模轉換器，還可以選擇其他數模轉換器。所述驅動電路107與所述數模轉換器105相連，接收所述目標驅動電壓，并根據所述目標驅動電壓生成相應的輸出電壓；所述變容二極管108的陰極分別與所述驅動電路107和所述第二晶體振蕩器102相連，陽極接地；所述驅動電路根據所述輸出電壓改變變容二極管108的電容，通過變容二極管電容的改變，從而改變第二晶體振蕩器的頻率；其中，所述數模轉換器可以接收數字量的控制信號，并根據基準電壓可可生成能夠與控制信號相對應的目標驅動電壓，使得驅動電路可以根據該目標驅動電壓生成相對應的輸出電壓，通過該輸出電壓改變變容二極管的電容，從而實現將第二晶體振蕩器頻率的調整，使得兩個晶體振蕩器的頻率穩定在目標特征參數上。在實際應用中，該頻率差控制系統可以設置在脈沖雷達物位計和導波雷達物位計上，在該頻率差控制系統，兩個晶體振蕩器的頻率可能會隨著溫度漂移發生變化，觸發器輸出的頻率差差信號可能是不斷發生變化的，微處理器可以獲取觸發器的頻率差信號，并產生與其對應的頻率差信號的特征參數，由于微處理器可以周期性的獲取觸發器的頻率差信號，因此微處理器每次產生的頻率差信號的特征參數可能不同的，從而使得數模轉換器生成的目標驅動電壓也可能隨著頻率差信號的不同發生變化，目標驅動電壓經由驅動電路產生相對應的輸出電壓，來改變變容二極管的電容，最終實現了可以周期性的改變第二晶體振蕩器的頻率，使得第二晶體振蕩器的頻率和第一晶體振蕩器的頻率總是保持在某一固定值上。其中，所述第一晶體振蕩器和所述第二晶體振蕩器的頻率非常接近，以使得物料高度發生很小的變化，都可以精確的測量出來。在本實施例的控制系統中，基準電壓源的抗干擾性很強，在環境復雜的工業現場不易受到干擾，數模轉換器的轉換精度很高，由于數模轉換器通過基準電壓源生成的驅動電壓的精度很高，使得驅動電路能夠根據驅動電壓準確的實現對變容二極管的電容的調節，進而能夠準確的改變第二晶體振蕩器的頻率，進而保證了兩個晶體振蕩器的頻率差值能夠保持在固定值，保證了頻率差的穩定性，解決了現有技術中，由于采用電容充放電的方式去控制第二晶體振蕩器容易受到干擾，使得兩個晶體振蕩器的頻率差值穩定性差，精度不高的問題。在實際應用中，第一晶體振蕩器產生的發射脈沖可以通過脈沖雷達物位計和導波雷達物位計的天線或者導波桿發射出去，當該發射脈沖遇到被測物質后由于介電常數發生突變，部分能量則被發射回來，假設在極短時間內液位沒有發生變化，因此在第一晶體振蕩器的多個發射周期中，發射脈沖和反射回來的脈沖的時間差也幾乎不發生變化，由于第一晶體振蕩器和第二晶體振蕩器的頻率存在差值，所以第一晶體振蕩器和第二晶體振蕩器的周期值也存在一個極小差值，通過第二晶體振蕩器產生的脈沖對第一晶體振蕩器一個發射周期進行采樣，且只采樣一個點，由于第一晶體振蕩器和第二晶體振蕩器存在周期差值，當通過第二晶體振蕩器產生的窄脈沖對第一晶體振蕩器的多個脈沖周期分別進行一個點的采樣時，則可以重建一個波形，通過重建波形的周期則可以準確的計算出第一晶體振蕩器發射脈沖和返回脈沖的時間差，最終完成物料高度的測量；而在工業現場復雜的電磁環境下，晶體振蕩器的頻率很容易受到干擾，從而發生變化，使得頻率差信號不穩定，在頻率差信號不穩定的情況下，會給測量物料的高度帶來誤差，而在本發明中，通過周期性的改變第二晶體振蕩器的頻率，使得兩個晶體振蕩器的頻率差總是保持在預定的某一固定頻率差值上，在頻率差值可以穩定在預定的固定值的情況下，物料高度的準確度也得到了保證。所述頻率差信號的特征參數可以為頻率或者周期，所述目標特征參數也可以為目標頻率或周期；其中，所述目標頻率為在系統預定情況下的第一晶體振蕩器和第二晶體振蕩器固定頻率差值；所述目標周期為系統在預定情況下的第一晶體振蕩器和第二晶體振蕩器固定周期差值，使得兩個晶體振蕩器的頻率差保持在目標頻率下或者兩個晶體振蕩器的周期差保持目標周期下，會保證測量物料高度的準確性。其中，所述目標頻率和目標周期可以根據實際系統的需求進行設定。其中，當所述頻率差信號的特征參數為頻率，所述目標特征參數為目標頻率時，微處理器根據所述觸發器輸出的頻率差信號產生對應的頻率差信號的頻率，并與目標頻率做比較，并確定所述頻率差信號的頻率與所述目標頻率的比較結果為頻率差信號的特征參數與目標特征參數的比較結果；其中，當所述頻率差信號的頻率與所述目標頻率相等時，則不需要改變第二晶體振蕩器的頻率，微處理器向數模轉換器發送的控制信號為保持頻率差不發生變化的信號，數模轉換器接收到該控制信號后，不會調整其輸出的目標驅動電壓，因此，作用到變容二極管上的輸出電壓也不會發生變化，最終不會使得第二晶體振蕩器頻率發生變化；當所述頻率差信號的頻率大于所述目標頻率時，則微處理器向數模轉換器發送的控制信號為使得第二晶體振蕩器的頻率增大的信號，數模轉化器接收到該控制信號會根據基準電壓調整其輸出的目標驅動電壓增大，因此，作用到變容二極管上的輸出電壓也會隨之增大，最終使得第二晶體振蕩器的頻率增大一定的值，使得第一晶體振蕩器和第二晶體振蕩器的頻率差減小，從而保證兩個晶體振蕩器的頻率差與目標頻率相等；當所述頻率差信號的頻率小于所述目標頻率時，則微處理器向數模轉換器發送的控制信號為使得第二晶體振蕩器的頻率減小的信號，數模轉化器接收到該控制信號會根據基準電壓調整其輸出的目標驅動電壓減小，因此，作用到變容二極管上的輸出電壓也會隨之減小，最終使得第二晶體振蕩器的頻率減小一定的值，使得第一晶體振蕩器和第二晶體振蕩器的頻率差增大，從而保證兩個晶體振蕩器的頻率差與目標頻率相等；作為另外一種實現形式，當所述頻率差信號的特征參數為周期，所述目標特征參數為目標周期時，微處理器根據所述觸發器輸出的頻率差信號可以直接獲取頻率差信號的周期，并與目標周期做比較，并確定所述頻率差信號的周期與所述目標周期的比較結果為頻率差信號的特征參數與目標特征參數的比較結果；其中，當所述頻率差信號的周期與所述目標周期相等時，則不需要改變第二晶體振蕩器的頻率，微處理器向數模轉換器發送的控制信號為保持頻率差不發生變化的信號，數模轉換器接收到該控制信號后，不會調整其輸出的目標驅動電壓，因此，作用到變容二極管上的輸出電壓也不會發生變化，最終不會使得第二晶體振蕩器頻率發生變化；當所述頻率差信號的周期大于所述目標周期時，則微處理器向數模轉換器發送的控制信號為使得第二晶體振蕩器的頻率減小的信號，數模轉化器接收到該控制信號會根據基準電壓調整其輸出的目標驅動電壓減小，因此，作用到變容二極管上的輸出電壓也會隨之減小，最終使得第二晶體振蕩器的頻率減小一定的值，進而保證第一晶體振蕩器和第二晶體振蕩器的頻率差與目標頻率相等；`當所述頻率差信號的周期小于所述目標周期時，則微處理器向數模轉換器發送的控制信號為使得第二晶體振蕩器的頻率增大的信號，數模轉化器接收到該控制信號會根據基準電壓調整其輸出的目標驅動電壓增大，因此，作用到變容二極管上的輸出電壓也會隨之增大，最終使得第二晶體振蕩器的頻率增加一定的值，進而保證了第一晶體振蕩器和第~■晶體振蕩器的頻率差與目標頻率相等。本發明還公開了一種頻率差控制方法，該方法可以應用于上述實施例中的頻率差控制系統。參見圖2，示出了本發明一種頻率差控制方法的流程圖，該方法可以包括:步驟201:接收由觸發器生成的第一晶體振蕩器的第一窄脈沖和第二晶體振蕩器的第二窄脈沖的頻率差信號；第一晶體振蕩器產生第一時鐘源，發送給觸發器，第二晶體振蕩器產生第二時鐘源，發送給觸發器；所述觸發器接收第一時鐘源并生成相應的第一窄脈沖，接收第二時鐘源并生成相應的第二窄脈沖，根據第一窄脈沖和第二窄脈沖生成頻率差信號，并將所述頻率差信號發送給微處理器。
步驟202:獲取所述頻率差信號的特征參數與目標特征參數的比較結果；微處理器接收該頻率差信號，并根據該頻率差生成頻率差信號的特征參數，并將該頻率差的特征參數與目標特征參數進行比較。其中，所述微處理器可以周期性的接收所述觸發器的頻率差信號，并可以根據當前接收的頻率差信號產生對應的頻率差信號的特征參數，將所述頻率差信號的特征參數與目標特征參數進行比較。其中，微處理器周期性獲取所述頻率差信號的時間間隔并沒有具體限定，可以為20ms^l00ms中的任意值，當然也可以根據實際情況設置滿足不同需求的時間間隔。步驟203:根據比較結果生成對應的控制信號，所述控制信號為數模轉換器依據基準電壓生成目標驅動電壓的依據，所述目標驅動電壓作用于驅動電路生成輸出電壓，所述輸出電壓用于改變變容二極管的電容，以改變所述第二晶體振蕩器的頻率。微處理器根據比較結果可以生成對應的控制信號，并將該控制信號發送給數模轉換器，所述數模轉換器依據該控制信號和基準電壓源提供的基準電壓生成目標驅動電壓，并將該目標驅動電壓發送給驅動電路 ，驅動電路根據所述目標驅動電壓生成相應的輸出電壓，所述驅動電路根據該輸出電壓改變變容二極管的電容，通過變容二極管電容的改變，從而改變第二晶體振蕩器的頻率。在本實施例的控制方法中，微處理器周期性的接收觸發器輸出的頻率差信號，并可根據該頻率差信號最終可以實現對第二晶體振蕩器頻率的改變，能夠使得兩個晶體振蕩器的頻率差保持在目標特征參數，即保持某一預定的固定值，在頻率差值可以保持在預定的固定值的情況下，物料高度的準確度也得到了保證。其中，所述頻率差信號的特征參數可以為頻率或者周期，所述目標特征參數也可以為目標頻率或周期；所述目標頻率為在系統預定情況下的第一晶體振蕩器和第二晶體振蕩器固定頻率差值；所述目標周期為系統在預定情況下的第一晶體振蕩器和第二晶體振蕩器固定周期差值，使得兩個晶體振蕩器的頻率差保持在目標頻率下或者兩個晶體振蕩器的周期差保持目標周期下，會保證測量物料高度的準確性。其中，所述目標頻率和目標周期可以根據實際系統的需求進行設定。作為一種實現方式，當所述頻率差信號的特征參數為頻率，所述目標特征參數為目標頻率時，上述頻率差控制方法的實施例中的步驟202:獲取所述頻率差信號的特征參數與目標特征參數的比較結果的過程如圖3所示，具體包括:步驟301:獲取所述頻率差信號的頻率；微處理器接收觸發器的頻率差信號，并根據該頻率差信號產生對應的頻率差信號的頻率。步驟302:比較所述頻率差信號的頻率與所述目標頻率；微處理器內設置有目標頻率，將所述頻率差信號的頻率與目標頻率做比較。步驟303:確定所述頻率差信號的頻率與所述目標頻率的比較結果為頻率差信號的特征參數與目標特征參數的比較結果。微處理器可以將該比較結果作為頻率差信號的特征參數與目標特征參數的比較結果。當所述頻率差信號的頻率與所述目標頻率相等時，則不需要改變第二晶體振蕩器的頻率，微處理器向數模轉換器發送的控制信號為保持頻率差不發生變化的信號，數模轉換器接收到該控制信號后，不會調整其輸出的目標驅動電壓，因此，作用到變容二極管上的輸出電壓也不會發生變化，最終不會使得第二晶體振蕩器頻率發生變化；當所述頻率差信號的頻率大于所述目標頻率時，則微處理器向數模轉換器發送的控制信號為使得第二晶體振蕩器的頻率增大的信號，數模轉化器接收到該控制信號會根據基準電壓調整其輸出的目標驅動電壓增大，因此，作用到變容二極管上的輸出電壓也會隨之增大，最終使得第二晶體振蕩器的頻率增大一定的值，使得第一晶體振蕩器和第二晶體振蕩器的頻率差減小，從而保證兩個晶體振蕩器的頻率差與目標頻率相等；當所述頻率差信號的頻率小于所述目標頻率時，則微處理器向數模轉換器發送的控制信號為使得第二晶體振蕩器的頻率減小的信號，數模轉化器接收到該控制信號會根據基準電壓調整其輸出的目標驅動電壓減小，因此，作用到變容二極管上的輸出電壓也會隨之減小，最終使得第二晶體振蕩器的頻率減小一定的值，使得第一晶體振蕩器和第二晶體振蕩器的頻率差增大，從而保證兩個晶體振蕩器的頻率差與目標頻率相等；作為另一種實現方式，當所述頻率差信號的特征參數為周期，所述目標特征參數為目標周期時，上述頻率差控制方法的實施例中的步驟202:獲取所述頻率差信號的特征參數與目標特征參數的比較結果的過程如圖4所示，具體可以包括:步驟401:獲取所述頻率差信號的周期；微處理器接收觸發器的頻率差信號，并可以直接獲取該頻率差信號的周期。步驟402:比較所述頻率差信號的周期與所述目標周期；微處理器內設置有目標周期，將所述頻率差信號的周期與目標周期做比較。步驟403:確定所述頻率差信號的周期與所述目標周期的比較結果為頻率差信號的特征參數與目標特征參數的比較結果。當所述頻率差信號的周期與所述目標周期相等時，則不需要改變第二晶體振蕩器的頻率，微處理器向數模轉換器發送的控制信號為保持頻率差不發生變化的信號，數模轉換器接收到該控制信號后，不會調整其輸出的目標驅動電壓，因此，作用到變容二極管上的輸出電壓也不會發生變化，最終不會使得第二晶體振蕩器頻率發生變化；當所述頻率差信號的周期大于所述目標周期時，則微處理器向數模轉換器發送的控制信號為使得第二晶體振蕩器的頻率減小的信號，數模轉化器接收到該控制信號會根據基準電壓調整其輸出的目標驅動電壓減小，因此，作用到變容二極管上的輸出電壓也會隨之減小，最終使得第二晶體振蕩器的頻率減小一定的值，進而保證第一晶體振蕩器和第二晶體振蕩器的頻率差與目標頻率相等；當所述頻率差信號的周期小于所述目標周期時，則微處理器向數模轉換器發送的控制信號為使得第二晶體振蕩器的頻率增大的信號，數模轉化器接收到該控制信號會根據基準電壓調整其輸出的目標驅動電壓增大，因此，作用到變容二極管上的輸出電壓也會隨之增大，最終使得第二晶體振蕩器的頻率增加一定的值，進而保證了第一晶體振蕩器和第~■晶體振蕩器的頻率差與目標頻率相等。在本發明中，通過周期性的改變第二晶體振蕩器的頻率，保證了第一晶體振蕩器的頻率和第二晶體振蕩器 的頻率差能夠一直保持某一固定的值，使得在通過脈沖雷達物位計或者導波雷達物位計測量物料的高度時，保證了測量的準確性。
本說明書中各個實施例采用遞進的方式描述，每個實施例重點說明的都是與其他實施例的不同之處，各個實施例之間相同相似部分互相參見即可。對于實施例公開的方法而言，由于其與實施例公開的系統相對應，所以描述的比較簡單，相關之處參見系統部分說明即可。對所公開的實施例的上述說明，使本領域專業技術人員能夠實現或使用本發明。對這些實施例的多種修改對本領域的專業技術人員來說將是顯而易見的，本文中所定義的一般原理可以在不脫離本發明的精神或范圍的情況下，在其它實施例中實現。因此，本發明將不會被限制于本文所示的這些實施例，而是要符合與本文所公開的原理和新穎特點相一致的最寬的范圍。
權利要求
1.一種頻率差控制系統，其特征在于，包括: 產生第一時鐘源的第一晶體振蕩器； 產生第二時鐘源的第二晶體振蕩器； 與所述第一晶體振蕩器和第二晶體振蕩器相連，分別根據所述第一時鐘源產生第一窄脈沖，并根據所述第二時鐘源產生第二窄脈沖，并輸出所述第一窄脈沖與所述第二窄脈沖的頻率差信號的觸發器； 與所述觸發器相連，獲取所述頻率差信號的特征參數并與目標特征參數進行比較，根據比較結果輸出對應的控制信號的微處理器； 與所述微處理器相連的數模轉換器，以及與所述數模轉換器相連的、為所述數模轉換器提供基準電壓的基準電壓源，所述數模轉換器依據所述控制信號及所述基準電壓生成目標驅動電壓； 與所述數模轉換器相連，接收所述目標驅動電壓，并生成相應的輸出電壓的的驅動電路； 負極分別與所述驅動電路和所述第二晶體振蕩器相連、接收所述輸出電壓，并根據所述驅動電路的輸出電壓改變電容，以改變所述第二晶體振蕩器的頻率的變容二極管，所述變容二極管的正極接地。
2.根據權利要求1所述的系統，其特征在于，所述數模轉換器為16位數模轉換器。
3.根據權利要求1所述的系統，其特征在于，所述觸發器為高速D型觸發器。
4.一種頻率差控制方法，其特征在于，該方法應用于頻率差控制系統，該方法包括: 接收由觸發器生成的第一晶體振蕩器的第一窄脈沖和第二晶體振蕩器的第二窄脈沖的頻率差信號； 獲取所述頻率差信號的特征參數與目標特征參數的比較結果； 根據比較結果生成對應的控制信號，所述控制信號為數模轉換器依據基準電壓生成目標驅動電壓的依據，所述目標驅動電壓作用于驅動電路生成輸出電壓，所述輸出電壓用于改變變容二極管的電容，以改變所述第二晶體振蕩器的頻率。
5.根據權利要求4所述的方法，其特征在于，當所述頻率差信號的特征參數為頻率，所述目標特征參數為目標頻率時，所述獲取所述頻率差信號的特征參數與目標特征參數的比較結果過程包括: 獲取所述頻率差信號的頻率； 比較所述頻率差信號的頻率與所述目標頻率； 確定所述頻率差信號的頻率與所述目標頻率的比較結果為頻率差信號的特征參數與目標特征參數的比較結果。
6.根據權利要求4所述的方法，其特征在于，當所述頻率差信號的特征參數為周期，所述目標特征參數為目標周期時，所述獲取所述頻率差信號的特征參數與目標特征參數的比較結果過程包括: 獲取所述頻率差信號的周期； 比較所述頻率差信號的周期與所述目標周期； 確定所述頻率差信號的周期與所述目標周期的比較結果為頻率差信號的特征參數與目標特征參數的比較結果。
全文摘要
本發明公開了一種頻率差控制系統和方法，該控制系統中，數模轉換器分別與微處理器和基準電壓源相連，驅動電路與數模轉換器相連，數模轉換器可以根據所述微處理器發送的控制信號和所述基準電壓生成驅動電壓，根據驅動電路的輸出電壓改變變容二極管的電容，從而實現對第二晶體振蕩器頻率的改變，本發明實現了準確的改變第二晶體振蕩器的頻率，使得兩個晶體振蕩器的頻率差值能保持在固定值，保證了頻率差的穩定性，解決了現有技術中，采用電容充放電的方式去控制第二晶體振蕩器的頻率極易受干擾脈沖的影響，使得兩個晶體振蕩器的頻率差值穩定性差、精度不高的問題。
文檔編號H03L7/00GK103078632SQ20121057425
公開日2013年5月1日 申請日期2012年12月26日 優先權日2012年12月26日
發明者陳俊, 趙俊杰, 劉君, 夏濤, 范耀鋒 申請人:重慶川儀自動化股份有限公司