[發明專利]一種直接數字相位處理的線性比相方法

有效

• 申請號: 201910243847.5
• 申請日: 2019-03-28
• 公開（公告）號: CN110007150B
• 公開（公告）日: 2021-01-22
• 發明（設計）人: 周渭;于光運;喬文博;牛希東;李智奇;張立東;王婭端;薛麗莉;韓文博;王盼
• 申請（專利權）人: 河北遠東通信系統工程有限公司
• 主分類號: G01R25/00
• 分類號: G01R25/00;G01R23/02
• 代理公司: 河北東尚律師事務所 13124
• 代理人: 王文慶

1.一種單A/D采樣數字相位處理的線性比相方法，其特征在于，選擇時鐘信號是被測信號對應頻率的n倍，這樣保證連續在一起的n個時鐘信號中總有一個工作在被測正弦信號的線性段，具體包括以下步驟：

①將比對信號作為被測信號保持原來的頻率和波形；

②將參考信號通過倍頻器，頻率擴大為被測信號頻率標稱值的n倍，倍頻后的n個參考信號作為A/D轉換器采樣的時鐘信號，n為正數；

③FPGA控制A/D轉換器對被測信號進行采樣，并且把采集到的線性區的電壓數據送入單片機MCU；

④單片機MCU將接收到的電壓數據轉換為被測信號與參考信號的相位差值，并通過相位差變化計算被測信號的頻率和頻率穩定度。

2.根據權利要求1所述的一種單A/D采樣數字相位處理的線性比相方法，其特征在于，時鐘信號頻率是被測信號頻率n倍時，每連續在一起的n個時鐘信號中總有一個出現在被測信號的線性區，并且是周期性地在線性區變化，一個時鐘信號由于兩個信號之間的相位變化而移動出線性區時，與其相鄰的另一個時鐘信號會自動進入線性區域，而且相鄰兩個時鐘信號的間隔等于時鐘信號的周期，即時鐘信號周期性的替換是一個相位比對的滿周期；其中n越大，線性區越窄、線性度越好。

3.一種雙A/D采樣數字相位處理的線性比相方法，其特征在于，兩個A/D轉換器共用一個高頻率的時鐘信號，其頻率值等于被測信號和參考信號頻率的公倍數值，具體包括以下步驟：

①將被測信號輸入一個A/D轉換器；

②選取與被測信號頻率標稱值相同的參考信號輸入另一個A/D轉換器；

③選取被測信號和參考信號的公倍數頻率分別作為兩個A/D轉換器的采樣時鐘信號；

④FPGA控制兩個A/D轉換器分別對各自輸入的信號進行采樣，并且把采集到線性區的電壓數據作為有效采樣值送入單片機MCU；

⑤單片機MCU將接收到的電壓數據轉換為被測信號與參考信號之間的相位差，并通過相位差變化計算被測信號的頻率和頻率穩定度。

4.根據權利要求3所述的一種雙A/D采樣數字相位處理的線性比相方法，其特征在于，步驟⑤中相位差值的計算方法為：在相同的時鐘下采集到的兩個有效采樣值的差為被測信號和參考信號的相位差值，而在采集的有效采樣值的時鐘不同時，則要在相位差值的基礎上增加對應時鐘周期的相應倍數值。