[發(fā)明專利]基于分頻方式的相位差精確測(cè)量系統(tǒng)及測(cè)量方法

有效

• 申請(qǐng)?zhí)枺?/td>: 201611126769.3
• 申請(qǐng)日: 2016-12-09
• 公開(kāi)（公告）號(hào): CN106841779B
• 公開(kāi)（公告）日: 2023-03-28
• 發(fā)明（設(shè)計(jì)）人: 高貽鈞;后德家;陳建軍
• 申請(qǐng)（專利權(quán)）人: 華中農(nóng)業(yè)大學(xué)
• 主分類號(hào): G01R25/00
• 分類號(hào): G01R25/00
• 代理公司: 武漢開(kāi)元知識(shí)產(chǎn)權(quán)代理有限公司 42104
• 代理人: 李滿;涂潔

本發(fā)明涉及一種基于分頻方式的相位差精確測(cè)量系統(tǒng)，第一放大整形器和第二放大整形器的信號(hào)輸入端分別連接信號(hào)接口JI和J2，兩個(gè)放大整形器的信號(hào)輸出端連接分頻鑒相器，分頻鑒相器的周期脈寬信號(hào)輸出端連接選通控制器的第一輸入端，分頻鑒相器的相差脈寬信號(hào)輸出端連接選通控制器的第二輸入端，分頻鑒相器輸出端連接積分變換器輸入端，積分變換器輸出端連接微處理器的內(nèi)部模數(shù)轉(zhuǎn)換器的信號(hào)輸入端，微處理器的選通控制信號(hào)輸出端連接選通控制器的控制信號(hào)輸入端。本發(fā)明能夠精確測(cè)量信號(hào)相位差。

技術(shù)領(lǐng)域

本發(fā)明涉及信號(hào)處理技術(shù)領(lǐng)域，具體涉及一種基于分頻方式的相位差精確測(cè)量系統(tǒng)及測(cè)量方法。

背景技術(shù)

相位檢測(cè)是許多測(cè)量工程的一項(xiàng)基本而重要的任務(wù)，在通信和自動(dòng)控制領(lǐng)域有著廣泛的應(yīng)用。常見(jiàn)的相位檢測(cè)電路的檢測(cè)范圍一般比較窄，通常只有180°，而能夠檢測(cè)360°范圍相位差的電路常在區(qū)域拼接處存在奇點(diǎn)，電路在這個(gè)奇點(diǎn)的表現(xiàn)相當(dāng)不穩(wěn)定。

發(fā)明內(nèi)容

本發(fā)明的目的在于提供一種基于分頻方式的相位差精確測(cè)量系統(tǒng)及測(cè)量方法，該系統(tǒng)的檢測(cè)范圍寬，在0°～360°范圍內(nèi)無(wú)奇點(diǎn)，核心電路結(jié)構(gòu)簡(jiǎn)單、速度快。

為解決上述技術(shù)問(wèn)題，本發(fā)明公開(kāi)的一種基于分頻方式的相位差精確測(cè)量系統(tǒng)，其特征在于：它包括第一放大整形器、第二放大整形器、分頻鑒相器、選通控制器、積分變換器和微處理器，其中，所述選通控制器包括二通道模擬開(kāi)關(guān)K1、二通道模擬開(kāi)關(guān)K2和二通道模擬開(kāi)關(guān)K3，第一放大整形器和第二放大整形器的信號(hào)輸入端分別連接頻率相同且相差恒定的第一被測(cè)信號(hào)接口JI和第二被測(cè)信號(hào)接口J2，第一放大整形器的信號(hào)輸出端連接分頻鑒相器的第一信號(hào)輸入端，第二放大整形器的信號(hào)輸出端連接分頻鑒相器的第二信號(hào)輸入端，分頻鑒相器的周期脈寬信號(hào)輸出端連接選通控制器的二通道模擬開(kāi)關(guān)K1的第一輸入接線端，分頻鑒相器的相差脈寬信號(hào)輸出端連接選通控制器的二通道模擬開(kāi)關(guān)K1的第二輸入接線端，二通道模擬開(kāi)關(guān)K1的輸出接線端連接二通道模擬開(kāi)關(guān)K2的第二輸入接線端，二通道模擬開(kāi)關(guān)K2的第一輸入接線端接空，二通道模擬開(kāi)關(guān)K2的輸出接線端連接積分變換器的信號(hào)輸入端，積分變換器的模擬電壓輸出端連接微處理器的內(nèi)部模數(shù)轉(zhuǎn)換器的信號(hào)輸入端，積分變換器的模擬電壓輸出端還連接選通控制器的二通道模擬開(kāi)關(guān)K3的輸入接線端，二通道模擬開(kāi)關(guān)K3的第一輸出接線端接空，二通道模擬開(kāi)關(guān)K3的第二輸出接線端接地，微處理器的第一選通控制信號(hào)輸出端連接二通道模擬開(kāi)關(guān)K1的控制端，微處理器的第二選通控制信號(hào)輸出端連接二通道模擬開(kāi)關(guān)K2的控制端，微處理器的放電控制信號(hào)輸出端連接二通道模擬開(kāi)關(guān)K3的控制端。

一種利用上述系統(tǒng)進(jìn)行相位差精確測(cè)量的方法，其特征在于，它包括如下步驟：

步驟1：被測(cè)裝置輸出頻率相同、相差恒定的第一路被測(cè)信號(hào)和第二路被測(cè)信號(hào)，第一路被測(cè)信號(hào)通過(guò)第一被測(cè)信號(hào)接口JI進(jìn)入第一放大整形器進(jìn)行放大整形處理，得到CMOS邏輯電平的第一方波信號(hào)SN1，第二路被測(cè)信號(hào)通過(guò)第二被測(cè)信號(hào)接口J2進(jìn)入第二放大整形器進(jìn)行放大整形處理，得到CMOS邏輯電平的第二方波信號(hào)SN2；

步驟2：CMOS邏輯電平的第一方波信號(hào)SN1和CMOS邏輯電平的第二方波信號(hào)SN2分別進(jìn)入分頻鑒相器的第一信號(hào)輸入端和第二信號(hào)輸入端，分頻鑒相器將CMOS邏輯電平的第一方波信號(hào)SN1進(jìn)行二分頻獲得占空比為50％的方波信號(hào)T_c，即周期脈寬信號(hào)，分頻鑒相器還產(chǎn)生CMOS邏輯電平的第一方波信號(hào)SN1和CMOS邏輯電平的第二方波信號(hào)SN2的相位差信號(hào)T_p，即相差脈寬信號(hào)；

步驟3：選通控制器在微處理器的控制下依次將相差脈寬信號(hào)和周期脈寬信號(hào)輸送到積分變換器，積分變換器分別對(duì)相差脈寬信號(hào)和周期脈寬信號(hào)進(jìn)行積分變換，積分變換器依次輸出正比于相差脈寬信號(hào)的電壓信號(hào)U_P和正比于周期脈寬信號(hào)的電壓信號(hào)U_C；