[發明專利]一種電信號相位差的數字化測量方法

有效

• 申請號: 201410037345.4
• 申請日: 2014-01-26
• 公開（公告）號: CN104808060B
• 公開（公告）日: 2017-12-15
• 發明（設計）人: 戴爾晗
• 申請（專利權）人: 南京郵電大學
• 主分類號: G01R25/00
• 分類號: G01R25/00
• 代理公司: 南京經緯專利商標代理有限公司32200
• 代理人: 許方

技術領域

本發明涉及一種電信號相位差的數字化測量方法，也可以用于其它低頻率信號的相位差測量，屬于信號檢測的技術領域。

背景技術

在日常生活、生產過程中常常需要測量電信號的相位差，測量的相位差越準確，應用的效果往往更好。在現有的相位差測量方法中，大多數采用將信號轉變成方波，然后測量兩個方波之間上升沿的時間差，從而得出兩個信號的相位差，但這種算法易于實現但需要額外的硬件，且容易受到干擾的影響。

發明內容

本發明所要解決的技術問題是針對現有技術中電信號的相位差測量精度不夠準確，提出了一種電信號相位差的數字化測量方法。

本發明為解決上述技術問題采用以下技術方案：

一種電信號相位差的數字化測量方法，包括以下步驟：

步驟1），對被測電信號進行采樣，得到被測電信號的采樣值，然后生成采樣信號；

步驟2),以模擬或數字方法獲取至少兩個周波過負峰值后的過零點時間序列T_z1,T_z2,…,T_zk，k為大于1的自然數；

步驟3），確定用于計算第j過零點時間的起始積分點時間T_sj，其計算公式為T_sj=T_z(j-1)+T×f，其中：T是根據過零點T_z(j-1),T_z(j-2),…,T_z(j-k)計算得出的平均周期，參數f∈(0.5,1)，j為自然數且j>k；

步驟4）,在被測電信號的采樣信號中，選擇m個在采樣時間上按次序排放的采樣點，設這m個采樣點的采樣時間分別為t₁、t₂、...t_i、t_i+1、...t_m，采樣值分別為x₁、x₂、...x_i、x_i+1...x_m，其中t₁≤T_sj,t₂>T_sj,i、m均為自然數且1≤i<m；

步驟5），在第1個采樣點和第2個采樣點之間通過線形插值的方式獲取一個數字積分開始點s，其坐標為(x_sj,T_sj)；令S_i為數字積分開始點到第i采樣點(x_i,t_i)的數字積分，則S_i+1為從數字積分開始點到第i+1采樣點(x_i+1,t_i+1)的數字積分；當S_i和S_i+1的乘積小于等于0時，在第i個采樣點和第i+1個采樣點之間通過矩形插值或者梯形插值的方式獲取一個數字積分結束點k,其坐標為(x_k,t_k)，使得從數字積分開始點到積分結束點的數字積分為零，計算得出積分結束點k的虛擬發生時間t_k；

步驟6），計算第j過零點時間：

步驟7），重復步驟3）至步驟6）得到第j+1過零點時間T_z(j+1)，則被測電信號的周期：T_pj=T_z(j+1)-T_zj，因此獲得被測電信號的周期依次為T_p1,T_p2,T_p3,......T_p(n-1)，n為大于1的自然數；

步驟8），對于兩個頻率相同的被測電信號，根據步驟1）至步驟7）分別得到兩個被測電信號的過零點時間；再根據兩個被測電信號的過零點時間的差異，以及步驟7）得到的被測電信號的周期，計算得到兩個被測電信號之間的相位差。

作為所述數字化測量方法的進一步優化方案，步驟1）所述對被測電信號進行采樣是等時間間隔采樣或者是不等時間間隔采樣。

作為所述數字化測量方法的進一步優化方案，步驟1）所述的采樣為對被測電信號的整周波進行采樣。

作為所述數字化測量方法的進一步優化方案，所述步驟8）的具體步驟如下：