[發(fā)明專利]一種高穩(wěn)定度、高精度的相位幅度檢測裝置

有效

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• 申請日: 2014-07-23
• 公開（公告）號: CN104090163A
• 公開（公告）日: 2014-10-08
• 發(fā)明（設計）人: 張紅濤;李強;李靖;楊鎖強;林興隆;高煥英
• 申請（專利權）人: 中國電子科技集團公司第五十四研究所
• 主分類號: G01R25/00
• 分類號: G01R25/00
• 代理公司: 河北東尚律師事務所 13124
• 代理人: 王文慶

技術領域

本發(fā)明涉及信號處理領域的一種高穩(wěn)定度、高精度的相位幅度檢測裝置，特別適合用于加速器相幅穩(wěn)定系統(tǒng)或高精度相位計、檢波器。

背景技術

相位幅度檢測在通信系統(tǒng)、穩(wěn)定系統(tǒng)、工業(yè)等領域中有廣泛的應用，可用于電力系統(tǒng)、離子加速器相幅穩(wěn)定系統(tǒng)和高精度相位幅度測試等。傳統(tǒng)的相位幅度檢測裝置多采用模擬電路形式或分離式數(shù)字電路實現(xiàn)。模擬器件會因外部干擾或本身線路的原因產(chǎn)生各種各樣的誤差，嚴重影響測量精度，而且長期相位幅度漂移大、溫度適應性差，無法應用于要求精度高、穩(wěn)定性高和輸入信號干擾大的場合。使用分離式數(shù)字電路實現(xiàn)的相位幅度檢測裝置原理和電路復雜，分離器件多，調試工作量大，溫度穩(wěn)定性和一致性差。

發(fā)明內容

本發(fā)明的目的在于避免上述背景技術中的不足之處而提供一種高穩(wěn)定度、高精度的相位幅度檢測裝置，本發(fā)明以FPGA芯片為核心采用數(shù)字信號處理技術實現(xiàn)相位幅度檢測，具有測量精度高、溫度穩(wěn)定性高、集成化程度高、一致性和可靠性高、調試簡單便于升級等特點。

本發(fā)明的目的是這樣實現(xiàn)的：一種高穩(wěn)定度、高精度的相位幅度檢測裝置，包括第一濾波器1、第一變壓器2、第一數(shù)控放大器3、第一模數(shù)轉換器4、第二濾波器6、第二變壓器7、第二數(shù)控放大器8、第二模數(shù)轉換器9和電源10，其特征在于：還包括數(shù)字處理單元5；其中第一濾波器1將外部輸入的信號A濾除帶外雜散后由第一濾波器1出端2腳輸出到第一變壓器2入端1腳，第一變壓器2進行阻抗變換后由第一變壓器2出端2腳輸出到第一數(shù)控放大器3入端1腳；第一數(shù)控放大器3在數(shù)字處理單元5出端8腳輸出的數(shù)據(jù)位控制下對第一變壓器2輸出的信號進行增益放大，之后輸出至第一模數(shù)轉換器4入端1腳；第一模數(shù)轉換器4在數(shù)字處理單元5出端9腳輸出的工作模式控制信號的控制下對第一數(shù)控放大器3輸出的信號進行模數(shù)轉換和過采樣，第一模數(shù)轉換器4出端3腳將采樣后的數(shù)字信號輸出到數(shù)字處理單元5入端1腳，第一模數(shù)轉換器4出端2腳將飽和溢出信號輸出到數(shù)字處理單元5入端2腳；

其中，第二濾波器6將外部輸入的信號B濾除帶外雜散后由第二濾波器6出端2腳輸出到第二變壓器7入端1腳，第二變壓器7進行阻抗變換后由第二變壓器7出端2腳輸出到第二數(shù)控放大器8入端1腳；第二數(shù)控放大器8在數(shù)字處理單元5出端6腳輸出的數(shù)據(jù)位控制下對第二變壓器7輸出的信號進行增益放大，之后輸出至第二模數(shù)轉換器9入端1腳；第二模數(shù)轉換器9在數(shù)字處理單元5出端3腳輸出的工作模式控制信號的控制下對第二數(shù)控放大器9輸出的信號進行模數(shù)轉換和過采樣，第二模數(shù)轉換器9出端3腳將采樣后的數(shù)字信號輸出到數(shù)字處理單元5入端4腳，第二模數(shù)轉換器9出端2腳將飽和溢出信號輸出到數(shù)字處理單元5入端5腳；

數(shù)字處理單元5根據(jù)第一模數(shù)轉換器4輸出的飽和溢出信號產(chǎn)生用于控制第一數(shù)控放大器的數(shù)據(jù)位控制信號，數(shù)字處理單元5根據(jù)第二模數(shù)轉換器9輸出的飽和溢出信號產(chǎn)生用于控制第二數(shù)控放大器的數(shù)據(jù)位控制信號，數(shù)字處理單元5將第一模數(shù)轉換器4輸出的數(shù)字信號和第二模數(shù)轉換器9輸出的數(shù)字信號進行鎖相環(huán)、數(shù)字下變頻和數(shù)字鑒相檢波后，解調出相位數(shù)據(jù)和幅度數(shù)據(jù)由數(shù)字處理單元5出端7腳進行輸出。電源10入端1腳與出入端口C連接，電源10出端2、3、4腳與各部件相應電源端并接。

本發(fā)明的目的還可以通過以下措施達到：

數(shù)字處理單元5包括恒溫晶振24、晶振27、電源及復位電路28、接口電路29、DSP26和FPGA30；