[發明專利]一種正弦信號相位差溯源系統及方法

在審

• 申請號: 202010452579.0
• 申請日: 2020-05-26
• 公開（公告）號: CN111610367A
• 公開（公告）日: 2020-09-01
• 發明（設計）人: 趙偉;邵海明
• 申請（專利權）人: 中國計量科學研究院
• 主分類號: G01R25/04
• 分類號: G01R25/04
• 代理公司: 北京知舟專利事務所(普通合伙) 11550
• 代理人: 郭韞

1.一種正弦信號相位差溯源系統，其特征在于：所述正弦信號相位差溯源系統包括：多個相同的移相模塊；

每個所述移相模塊均包括信號輸入端和信號輸出端；第一個移相模塊的信號輸入端為所述系統的信號輸入端，第一個移相模塊的信號輸出端與第二個移相模塊的信號輸入端連接，第二個移相模塊的信號輸出端與第三個移相模塊的信號輸入端連接，以此類推，最后一個移相模塊的信號輸出端為所述系統的信號輸出端。

2.根據權利要求1所述的正弦信號相位差溯源系統，其特征在于：所述系統包括N個移相模塊；

每個移相模塊均能夠實現360/N度移相；

每個所述移相模塊采用由電阻和電容組成的移相電路，或者由電阻和電感組成的移相電路，或者由電阻、電容和運算放大器組成的移相電路，或者數字移相器。

3.根據權利要求2所述的正弦信號相位差溯源系統，其特征在于：每個所述移相模塊均包括：第一運算放大器、第二運算放大器、電阻R和電容C；

所述第一運算放大器的同相輸入端為該移相模塊的信號輸入端，所述第一運算放大器的反相輸入端與其信號輸出端連接，所述第一運算放大器的信號輸出端與電阻R的一端連接，電阻R的另一端與第二運算放大器的同相輸入端以及電容C的一端連接；所述第二運算放大器的信號輸出端與其反相輸入端連接，同時所述第二運算放大器的信號輸出端為該移相模塊的信號輸出端；所述電容C的另一端接地。

4.根據權利要求1所述的正弦信號相位差溯源系統，其特征在于：所述系統包括外殼；

所有的移相模塊均安裝在所述外殼的內腔中；

在所述外殼上開有多個孔，所述系統的信號輸入端、所述系統的信號輸出端分別從孔內引出。

5.根據權利要求1所述的正弦信號相位差溯源系統，其特征在于：各個所述移相模塊的信號輸出端分別從外殼上的孔引出，作為各個中間角度信號輸出端。

6.一種正弦信號相位差溯源方法，其特征在于：所述方法包括：

(1)，分別設置好N+1個移相模塊，分別為PS0、PS1一直到PSN；

(2)，利用PS0將PS1到PSN調整為移相角度相同的移相模塊；

(3)，將PS1到PSN級聯成如權利要求1-5任一項所述的系統；

(4)，對所述系統進行溯源；

(5)，利用所述系統對待校準的數字移相器進行校準；

(6)，利用所述數字移相器產生任意移相角度，對其他移相裝置進行溯源。

7.根據權利要求6所述的正弦信號相位差溯源方法，其特征在于：所述步驟(2)的操作包括：

依次對PS1到PSN這N個移相模塊分別進行以下操作：

將一個輸入信號同時分別輸入到PS0、PSi的信號輸入端，i＝1，2，……，N；

利用測差裝置測量PS0的輸出信號和PSi的輸出信號的比例差及相位差；

調整PSi的參數使其輸出信號與PS0的輸出信號的相位差最小。

8.根據權利要求7所述的正弦信號相位差溯源系統，其特征在于：所述步驟(3)的操作包括：

將第一個移相模塊的信號輸入端作為所述系統的信號輸入端，將第一個移相模塊的信號輸出端與第二個移相模塊的信號輸入端連接，將第二個移相模塊的信號輸出端與第三個所述移相模塊的信號輸入端連接，以此類推，將第N個移相模塊的信號輸出端作為所述系統的信號輸出端。

9.根據權利要求8所述的正弦信號相位差溯源系統，其特征在于：所述步驟(4)的操作包括：

利用測差裝置獲取所述系統的輸入信號與輸出信號的相位差，用該相位差除以N得到每個移相模塊移相360/N度的相位差；

設有M個中間角度信號輸出端，M＝N-1，則第j個中間角度信號輸出端實現了j*360/N度移相,j＝1,2，……，M；

利用j*每個移相模塊移相360/N度的相位差得到第j個中間角度信號輸出端的相位差。

10.根據權利要求9所述的正弦信號相位差溯源系統，其特征在于：所述步驟(5)的操作包括：

將中間角度信號輸出端的j*360/N度作為標準值；

用待校準的數字移相器產生j*360/N度的移相；

將待校準的數字移相器產生的輸出信號、對應的中間角度信號輸出端的輸出信號同時輸入到測差裝置，利用測差裝置獲得兩者的相位差。