单片机相位测量仪
相位测量仪报告
相位测量仪摘要：本设计以单片机和可编程逻辑器件FPGA为控制核心，实现数字信号的产生、逻辑信号的采集和示波器的显示。
系统主要由三个模块组成:信号发生，数据采集与波形显示。
本设计经过单片机产生逻辑信号，利用FPGA作为数据处理器和DAC控制器，能准确、清晰的在模拟示波器上显示出逻辑波形、触发标记、光标。
利用键盘输入和液晶显示，能实现逻辑预设和触发模式设置。
经验证，本方案完成了全部基本功能和扩展功能。
关键词：逻辑分析仪可编程逻辑器件单片机Abstract:The design of the microcontroller and FPGA programmable logic devices for the control of the core, digital signal generation, logic signal acquisition and oscilloscope display. System consists of three modules: signal, data acquisition and waveform display. After the microcontroller generates the logic signal design , as a data processor using FPGA and DAC controllers , accurate, clearly shows the logic waveforms. The use of keyboard and LCD display , and to achieve pre-trigger mode logic. Proven, the program completed all the basic features and extensions. Keywords:logical link control Programmable logic devices MCU一、方案设计与论证1、数字式移相信号发生器方案一：采用FPGA实现DDS直接频率合成技术。
单片机频率相位测量仪的设计
发器清 零 ，否则 得 到 的 异 或 值 不 同 ，如 图 ３所 示 ，ａ，ｂ 经
页 ）所示 ．
ＣＬ Ｐ Ｄ电路描述 ：首 先经 过 扫描 Ｐ ¨控 制 ７２ ７ （ ４５ ２选 １ 电路 ，选择 测 频还 是 测相 ．如果 为 高 电平则 ）
收稿 日期 ：２） 一 Ｏ— １ 【６ ８ Ｏ （ ） 作 者 简介 ：韩 峰 （９ ９ ，男 ，黑 龙 江 林 甸 县 人 ，副 教授 ， 主要 从 事 电气 工 程 方 面 教 学 研 究 １ ６ 一）
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第 ８ 年 ３ 期 ２ ０ 第 ９月 卷 ０ ６
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辽 宁 师 专 学 报
ｏ ｒ ｌｏ ａ ｎｉ ａ ｈｅｓ Ｃｏｌｅ ｅ Ｊ ｕ ｎａ ｆＬｉｏ ｎｇ Ｔｅ ｃ ｒ ｌｇ
Ｖ １８ Ｎｏ ３ ｏ ． ． Ｓ ｐ ｅ ．２００ ６
１ 系统工作 原理
本设计 以 ８Ｃ ２单 片机 和可 编程 逻辑器 件 （ Ｐ Ｄ）为 核心 ，构 成 低 频 信号 频 率 相 位测 量仪 ．该仪 器 ９５ ＣＬ
具有移 相 、频 率 和 相 位 测 量 两 大 功 能 ．移 相 电 路 由移 相 网 络 和 信 号 放 大 电路 组 成 ，对 固定 频 率 信 号 （ ０ ，１ｋ ，１ Ｈｚ １ ０Ｈｚ Ｈｚ ０ ｋ ）可满 足 一 ５ ５的 相移 要 求 ；频 率 、相 位 测 量 电路 由 阻抗 变换 电路 、整形 电 ４ ～４
图１系统 设 计总图
图３测ｎＩ 流程
搭成 的 ２ ４位计 数器 ，经 锁存器
锁存 ，等 待 单 片 机 读 出 ；如果 为低 电平 则 测 相 ．测 相 时先 调 用了 测 频 的 程 序 但 并 不 显 示 ， 而是存 起 来待 用 ，然 后 给 Ｄ触
CPLD低频数字相位测量仪的设计
包括数字移相信 号发生 器和相位 测量仪 ２ 部分 ， 分别 完成移相信号的发生 、 频率 与相位差 的预置、 数字显示、 号的移相 以 信
及移相后信 号相位差和频率 的测量 与相识 等功能。 中数字 式移 相信号发生 器可 以产 生预置频率 的差值 ； 其 相位 测量仪可
以测量和显 示相位信 号的频率 、 位 差。 相
厂一
后， 将波形整形电路的２ ０ ］ 厂 厂 厂 厂 ］ ］
图 １ 波形变换 示意 图
的功能， 用以产生相位测量仪所需的输入正弦信号 。 其
技术 要 求 指标 ： 率 范 围２ Ｈｚ～ ０ Ｈｚ 频 率 步进 为 频 ０ ２ｋ ，
２Ｈ ， ０ ｚ 输出频率可预置； 相位差范围为０ ３ ９ ， ～ ５ 。相位差
（ 具有设定保存功能。 ５）
实现相位 、 频率的测量， 并且具有独 自的控制功能和数
字显示 功能。
１１系统硬件 结构 ．
首 先 将 被 测 ２列 正
弦 信号 Ａ 、 Ｂ经平 滑 滤 波
后 ， 入 过 零 比较 电路 ， 输
Ａ
１系统硬件设计
总体要求 ： （ ） 有相 位 测量 功 能 ， １具 即相 位 测量 仪 的 功 能 。 其
传 感 及 检 测 仪 表
Ｃ Ｌ 低频 数 字 相 位 测 量 仪 的设 计 ＰＤ
朱 红梅 ， 美 君 潘
（ 海西部矿 业铅业 摘
要： 绍 了一种基 于复杂的可编程逻辑 器件（ Ｌ 和 高速 单片机ｓ ｃ８ ｃ ８ 介 ＣＰ Ｄ） Ｔ ９ ５ 的低频数字 相位 测量仪 。 该测量仪
京航 天航 空 大 学 出版 社 【］ 白英 彩 ． 型 计 算 机 常 用 芯 片 手 册 【 ． 海 ： 海科 学 ３ 微 Ｍ】 上 上
基于单片机和FPGA的低频数字相位测量仪研究
２１信 号 整 形 电路 的 设计 ． 由于输入信号幅值 、 频率都 是变化的， 以必须对信号进行整 所 形处理。 最简单 的信号整形 电路就 是一个单 门限 电压 比较器 。 当输 人为 正弦波时 ， 信号每过 一次零 ， 比较器的输出端会产生一次 电压 跳变 ， 由于它 的正 负幅值均受 到供 电电源 的限制 ， 但 因此输 出的 电 压波形是一 个具有正 负极 性的方波 ， 这样就 完成了 电压 波形的整 形。 但该整形 电路抗 干扰 能力 比较差 ， 会在信号过零点 时发生多次 触发的现象 ， 而影 ￣Ｆ Ｇ 从 Ｐ Ａ计数 ， 使单片机无法准确计算出数值 。 为避 免发生 干扰 ， 本系统使用两个引入正反馈网络 的施密特触发器 组成的整形 电路 ， 以有效地 提高抗干扰能力。 中为保证输入 电 可 其 路对相位 差测量结果不带来误差 ， 这里必须保 证两 个施密特触发器 的 门 限 电平 是 相 等 的Ｄ。 】 ２ Ｐ ． Ｆ ＧＡ数据 采 集 电路 的设 计 ２ ＦＧ Ｐ Ａ数据采集 电路测量正弦波信号频率的原理是 ： 在正弦波 信号整 形后得到 的方 波信 号的一个周 期内 ， 对周 期为Ｔ 秒的数据 ｃ 采样信号进行计 数， 将其计数结果 除以Ｔ ， 到的就 是被 测正 弦波 ｃ得 信号 的频率 ， 单位为Ｈｚ测量正 弦波信号周期的原理 是 ： 。 同样在整 形得 到的方波信 号的一个周期 内 ， 对周期为Ｔ 秒 的数据采样信号 ｃ 进行计数 ， 其计数结果乘以Ｔ ， 是被测正弦波信号 的周期 ， ｃ就 单位为 秒 。 Ｐ 数据 采集 电路的功能是实现将待测同频正弦波信号 的周 Ｆ ＧＡ 期、 相位差转变 为ｌ位的数字量 。 ９ 测量两个 同频正 弦波信号 的相位 差， 关键是要测 出两个同频信号起点之间的时间差 △ｔ则根据 △ ， △ｔ ６ 。 ｔ ×３０ ／ 即可求出相位差 △由， 因此测量正弦波信号相位差原 理与测量周 期的原理相似 。 根据 以上设计思想 ， Ｐ Ａ数据采集 电路 可设计成 时钟信号分 ＦＧ 频模 块Ｆ Ｑ， Ｐ 测量控制信号发生模块ＫＺ ＸＨ， 被测信号有 关时间检 测模块Ｓ Ｊ 数据 锁存 模块Ｓ Ｓ 和输出选择模 块Ｓ ＸＺ ＪＣ， ＪＣ Ｃ 五个模块 ，
应用8051单片机IP设计相位测量仪
ｒ ｅｓｏ ｎ ｒｃ ｅｓ ．
Ｋ ｙ ｅ Ｗ ｏ ｄ ： ｒ ｑ ｅ ｃ Ｐ ａ ｅ ｒ ｓ Ｆ ｅ ｕ ｎ ｙ ｈ ｓ Ｍｅ ｕ ｅ ｎ Ｓ ｓ ｅ ｌ ＯＰ ８０ Ｉ Ｉ Ｃｏ ｅ ｓ ａ ｒ ｍｅ ｔ ｙ ｔ ｍ Ｓ Ｃ； ５ Ｐ ｒ
２ 当待 测 脉 冲 由 高 电平 外接。 Ｐ 用Ｆ ＧＡ实 现 时 ， 使 用 Ｆ ＧＡ片 内 动 ３ 位 计 数 器 计 数 ， 可 Ｐ Ｒ０Ｍ 、 ＲＡＭ资源 实现 。 变 为 低 电平 时 （ 由低 电 平 变 为 高 电平 ） 或 ， 子技 术 、 业 自动 化 、 能 控 制 及 通 信 等 众 工 智 ２ 停 多 领域 。 因此 ， 计一 个 高 精 度 的 相 位 差 测 设 （ ） 出 与输 入 （／ 口是 分 开 的 。 果 置 ３ 位 计 数 器 使 能 信 号 ＥＮ低 电 平 ， 止 ３输 Ｉ Ｏ） 如 ２ 并 必 量仪显得十 分重要。 当前 国 内 的 一 般 的 解 需 要 使 用 双 向 口功 能 ， 须 外 接 一 些 电路 ３ 位 计 数 器 计 数 ， 置 测 量 周期 结 束 信 号
Ｓ Ｒ为 高 电 平 ， 到单 片机 读 取 脉 宽 计 数 Ｔ 直 值 然 后 复位 （ Ｃ Ｒ为 高 电平 ） 开 始 新 的 置 Ｌ ，
应用8051单片机IP设计相位测量仪
应用8051单片机IP设计相位测量仪摘要:本设计应用SOPC和8051单片机IP技术,设计一个高精度的相位差测量仪。
通过在FPGA中嵌入8051单片机IP来取代单片机+FPGA方案中的实际的单片机,既节省了成本又充分利用FPGA内部资源。
关键词:相位测量仪SOPC 8051单片机IPAbstract:The design of Frequency Phase Measurement System is presented based on 8051 IP Core and FPGA.8051 IP Core,which embed in the FPGA,to replace the extra 8051 of the existing MCU+FPGA solution,saving the cost and make full use of FPGA internal resources.Key Words:Frequency Phase Measurement System;SOPC;8051 IP Core相位差测量技术发展至今已深入到电子技术、工业自动化、智能控制及通信等众多领域。
因此,设计一个高精度的相位差测量仪显得十分重要。
当前国内的一般的解决方案是单片机+FPGA方案,其中FPGA完成高速的脉冲计数功能,而单片机则进行脉冲计数后的有关计算和LCD显示等的控制。
此方案中的FPGA内部资源往往利用不足,造成比较大的浪费。
本设计应用SOPC和8051单片机IP技术,通过在FPGA中嵌入8051单片机IP来取代单片机+FPGA方案中的实际的单片机。
既少用一个实际的单片机又充分利用FPGA内部资源,大大节省了硬件的成本。
1 8051单片机IP核简介常见的8051单片机IP有开源免费的和工业级收费的两类,一般都具有以下特点。
脉宽测量模块用来测量占空比待测信号的高、低电平脉宽时间,用VHDL语言设计,由FPGA实现。
毕业设计论文《低频数字式相位测量仪》
毕业设计论文《低频数字式相位测量仪》摘要该数字式相位测量仪以单片机 (89c52) 为核心 , 通过高速计数器 CD4040 为计数器计算脉冲个数从 , 而达到计算相位的要求 , 通过 8279 驱动数码管显示正弦波的频率，不采用一般的模拟的振动器产生 , 而是采用单片机产生 , 从而实现了产生到显示的数字化 . 具有产生的频率精确 , 稳定的特点 . 相移部分采用一般的 RC 移相电路 , 节省了成本。
一方案论证与比较 :1 常见正弦信号的测量方法 :方案一：采用模拟分离元件如二极管，三极管等非线性元件，实现频率的测量，检相的功能，使用起来方便，价格便宜，但采用分离元件由于分散性太大，不便于集成及数字化，而且测量误差大。
方案二：采用集成的检相器，检频器实现频率及相位的测量。
这种方法的实现框图如下：这种方法虽然可实现比较精确的测量，但由于模拟信号易受外界的干扰，不易调节，无法实现智能化，数字化的缺点，一般在要求较低的情况下使用。
方案三：此方案采用高速信号发生器产生 20MHz 的高频信号，其主要特点是采用 CD4040 高频计数器结合单片机，利用计数脉冲实现测量相位与频率的目标。
这种方法克服了模拟电路的缺点，实现了数字化与集成化。
本设计采用了这种方法。
这种方案的组成框图：二系统总体设计按照题目要求，我们设计的相位测量系统包括三部分：正弦波产生系统（包括频率调整电路），移相电路和相位显视系统，其总体框图如下：三各部分硬件电路设计及参数计算1、正弦波产生电路•方案一：利用 8038 芯片或 MAX038 可以实现压控的函数发生器通过改变少量的外围元件，可实现正弦波，方波，三角波，并可实现频率调节，但采用模拟器件由于元件分散性太大，即使使用单片函数发生器，参数也与外部元件有关，外接的电阻，电容对参数影响很大，因而产生的频率稳定度差，精度低，抗干扰能力差，调节困难，成本也高。
而且灵活性差，不能实现智能化。
基于单片机和CPLD的数字相位测量仪设计
测 量输 入 与输 出信 号 问 的相 差 △ｐ以便 确 定 线性 控 制 的 范 围 。 （ ， 常用 到的 一 般 测
量 工具 ， 比如 在 电力 系统 中 电 网 并 网合 闸时 ， 求 两 电 网 的电 信 要
号 相 同 ， 就 要 求精 确 的 测 量 两工 频 信 号 之 间 的相 位 差 。 有 测 这 还
形， 电路 图如 图 ２所 示 。 密 特触 发 器 在单 门限 电压 比较 器 的基 施
础 上 加 入 了 正反 馈 网 络 ， 以 有 效提 高抗 干 扰 能 力 ， 而 避 免 信 可 从
的 相位 。通 常所 谓 相 位 测量 是 指 对 两 个 同 频 率 信号 之 间 相 位 差
的 测量 。相 位 的 测 量很 重 要 ， 测 某元 件 的阻 抗 Ｚ 厶 因 此 如 ＝ ，
姚 晖 李 伟 季上 满 沈科杰 胡 娅 （ 浙江理工大学信息电子学院， 浙江 杭州 ３０ １ ） １０ ８
摘 要
介 绍 了数 字 式低 频 相 位 测量 仪 的 组成 、 作原 理 ， 出 了一 种基 于单 片机 和 可编 程 逻辑 器件 的 低频 数 字相 位 测 量 仪 的 工 提 设 计 方 案。 系统 以 Ａ ８ Ｃ ２单 片机 小 系统 及 Ａｌ ｒ 司 的 Ｅ Ｍ７ ２ Ｓ Ｃ８ — ５ Ｃ Ｌ 为核 心 ， 频 率 为 ２ Ｈ Ｔ９ ５ ｔ ａ公 ｅ Ｐ １８ Ｌ ４ １ Ｐ Ｄ 对 ０ ｚ到 ２ ｋ ｚ ０Ｈ 的 正 弦 波信 号 实现 精 确 测 频 、 相 ， 用 以 ８ ７ 测 并 ２ ９为 核 心 的键 盘 显 示 电路 给 以显 示 。 对 测 周 误 差进 行 了改进 分 析 。 设 计 还 该
Ｋｅ ｗｏｒｓ： ａ ｅ ｍ ｅ ｓ ｅ， ｙ ｄ ｐｈ ｓ ａ ｕｒ ＭＣＵ， ＣＰＬ ｆ Ｄ，ｅｑｕ ｎｃ ，ｒｏｒ ｒ ｅ ｙｅ ｒ
相位检测仪的工作原理
相位检测仪的工作原理
相位检测仪是一种用于测量和分析信号相位的仪器。
它通常被应用在通信系统、雷达系统、光学系统等领域中。
相位检测仪的工作原理基于以下几个关键步骤：
1. 输入信号采样：相位检测仪首先对输入信号进行采样，以获取离散的信号样本。
2. 信号调制：通过对输入信号进行调制，相位检测仪将其转换为与参考信号具有相同调制方式的信号。
3. 相移解调：接下来，相位检测仪使用带有已知相位的参考信号进行相移解调。
这一步骤主要是通过将参考信号和调制后的信号进行相乘，并对结果进行滤波来实现。
4. 相位差测量：在相移解调的基础上，相位检测仪通过测量解调后的信号与参考信号之间的相位差，来确定输入信号的相位差。
这一步骤通常通过比较两个信号之间的特征值（例如峰值、零交叉点等）来实现。
5. 相位计算：最后，通过基于相位差测量结果和已知的参考信号相位，相位检测仪可以计算出输入信号的准确相位。
综上所述，相位检测仪通过采样、调制、相移解调、相位差测量和相位计算等关键步骤来实现对信号相位的测量和分析。
这
种技术在许多领域中都起着重要的作用，帮助人们理解和优化各种信号的相位特性。
基于stm32的低频数字相位测量仪毕业论文
毕业论文基于stm32的低频相位测量仪设计毕业设计（论文）原创性声明和使用授权说明原创性声明本人郑重承诺：所呈交的毕业设计（论文），是我个人在指导教师的指导下进行的研究工作及取得的成果。
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本人授权大学可以将本学位论文的全部或部分内容编入有关数据库进行检索，可以采用影印、缩印或扫描等复制手段保存和汇编本学位论文。
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相位测试仪使用方法
相位测试仪使用方法嘿，你知道相位测试仪是啥不？那可是个超厉害的小玩意儿！它能帮你检测电路中的相位关系呢！使用相位测试仪，第一步，把测试仪正确连接到电路上。
这就像给电路穿上一件合身的衣服，可不能马虎哦！要是连接错了，那可就糟糕啦！你想想，要是衣服穿反了会咋样？肯定不舒服嘛！所以连接一定要准确。
第二步，打开测试仪电源。
哇哦，就像点亮一盏明灯，让它开始工作。
这时候你可得瞪大眼睛看着显示屏上的数字和图形，那可都是重要信息呢！要是不仔细看，错过了关键数据，那不就白忙活了嘛！注意事项也不少呢！使用前一定要检查测试仪是否完好无损。
这就跟上战场前要检查武器一样重要呀！要是测试仪有问题，那得出的结果能准吗？还有哦，在测试过程中，千万别乱动电路，不然就像在搭积木的时候突然抽走一块，那不得全塌了嘛！说到安全性和稳定性，那可太重要啦！相位测试仪在设计的时候就考虑了很多安全因素呢。
它就像一个忠诚的卫士，守护着你的电路安全。
只要你正确使用，它就能稳稳地工作，不会出啥乱子。
但要是你不按规矩来，那可就说不定喽！说不定啥时候就给你点颜色看看。
相位测试仪的应用场景那可多了去了。
在电力系统中，它可以检测线路的相位，确保电力传输的稳定。
在电子设备的调试中，也能发挥大作用呢！你想想，要是没有它，那些复杂的电子设备出了问题，你得费多大劲儿才能找到问题所在呀！它的优势也很明显，操作简单，结果准确。
就像一个聪明的小助手，能快速帮你解决问题。
我给你讲个实际案例吧！有一次，一个工厂的电路出了问题，大家都不知道咋回事。
后来用了相位测试仪，一下子就找到了问题所在。
原来就是相位不对嘛！调整之后，工厂又恢复了正常生产。
你说这相位测试仪厉不厉害？总之，相位测试仪是个超棒的工具！它能帮你解决很多电路问题，让你的工作变得轻松又高效。
赶紧试试吧！。
相位检测仪使用方法
相位检测仪使用指南
哎，各位老乡些，今儿个咱来摆一哈儿这个相位检测仪咋个用。
你拿到这个高科技玩意儿，莫要慌，跟到我的步骤来，保管你弄得巴巴适适的。
首先呢，你得把这个检测仪的电源接好，插头对准插座，轻轻一插，听到“咔嚓”一声就对了，莫要使劲儿蛮干，免得搞坏了。
接好电之后，开关儿一抹，那屏幕就该亮堂起来了，要是没得反应，检查一下电源线和开关儿是不是哪儿不对头。
然后，拿起你的两根测试线，一头儿插到检测仪对应的孔孔里头，另一头儿就接到你要测的电路上去。
记得要先断电再接线哦，安全第一，莫要拿生命开玩笑。
接好线，就该调模式了。
检测仪上面有好几个按钮，你要测啥子相位，就选对应的模式。
比如说，你要测交流电的相位，就选AC模式，直流电就选DC，莫要搞错了。
接下来，眼睛盯紧屏幕，看那指针或者数字咋个动。
指针摆动或者数字变化，就说明测到信号了。
你要注意观察它的波动范围和稳定性，这样才能判断出电路的好坏。
测完了，记得把电源断了，线也拔了，收拾得干干净净的。
这个检测仪虽然金贵，但只要你按照规矩来，它就能陪你走好久好久。
好了，今儿个就摆到这儿，有啥子不懂的，随时来找我问，莫要客气！。
相位检测仪的使用方法
相位检测仪的使用方法
嘿，朋友们！今天咱来聊聊相位检测仪这玩意儿的使用方法哈。
你说这相位检测仪啊，就像是咱电路世界里的小侦探！它能帮咱搞清楚那些看不见摸不着的电信号到底是咋个回事儿。
咱拿到相位检测仪后，第一步得先给它通上电呀，就像人得吃饱了才有劲儿干活儿不是？然后呢，把它的探头跟咱要检测的线路接上。
这就好比给小侦探指了条路，让它知道该往哪儿去查案。
接着呀，你就看着那仪表上的指针或者数字跳动，就好像小侦探在给你汇报线索呢！要是指针稳稳当当的，那说明一切正常，要是它晃来晃去，那可就得注意啦，这里面肯定有情况！
你想想看，要是没有这相位检测仪，咱咋知道电路里有没有出啥毛病呀？那不就跟闭着眼睛走路一样，容易摔跟头嘛！
比如说家里的电器有时候会莫名其妙地出问题，一会儿好用一会儿不好用的，这时候相位检测仪就能派上大用场啦！它能帮咱找到是哪里的相位出了差错，就像医生给病人看病找到病根儿一样。
使用相位检测仪的时候，咱可不能粗心大意哦。
得像对待宝贝一样小心翼翼地操作，不然它可不乐意好好给咱干活儿呢！
而且哦，这相位检测仪可不仅仅是在咱家里有用，那些大工厂、大工程里更是少不了它呢！它能帮工人师傅们及时发现问题，避免出现大的故障和损失。
你说这小小的相位检测仪，是不是挺厉害的呀？它虽然不大，但是作用可不小呢！咱可得好好利用它，让它为我们的生活和工作保驾护航呀！所以啊，大家都要学会怎么正确使用它哦，可别小瞧了它！这就是相位检测仪的使用方法啦，大家都记住了吗？。
基于单片机的相位测量仪电路设计(完整版)
相位测量仪是电力部门、工厂和矿山、石油化工、冶金系统进行二次回路检查的理想的高精度仪表。尤其适用于电能计量、用电检查、继电保护、差动检测、电力建设和变送电工程等。是电力系统各部门的必备仪器之一。
1.1
在电子测量技术中，相位测量时最基本的测量手段之一，相位测量仪式电子领域的常用仪器。随着相位测量技术广泛应用于科学研究、实验、生产实践等各个领域，对相位测量技术的要求也向高精度高智能化方向发展，在低频范围内，相位测量在电力、机械等部门具有非常重要的意义。
矢量法：任何一个正弦函数都可以用矢量来表示，如各个正弦信号幅度相等、频率相同，运算器运用减法器合成得到矢量的模 ．矢量法用于测量小角度范围时，灵敏度较好，可行度也较高；但在180°附近灵敏度降低，读数困难且不准确．由于系统输出为一余弦或正弦函数，因此这种方法适用于较宽的频带范围。
上述3种测量相位的方法各有优势，从测量范围、灵敏度、准确度、频率特性和谐波的敏感性等技术指标来看，过零检测法的输出正比于相位差的脉冲数，且易于实现数字化和自动化，故本研究采用过零检测法。
XTAL1：反向振荡放大器的输入及内部时钟工作电路的输入。
XTAL2：来自反向振荡器的输出。
振荡器特性：XTAL1和XTAL2分别为反向放大器的输入和输出。该反向放大器可以配置为片内振荡器。石晶振荡和陶瓷振荡均可采用。如采用外部时钟源驱动器件，XTAL2应不接。有余输入至内部时钟信号要通过一个二分频触发器，因此对外部时钟信号的脉宽无任何要求，但必须保证脉冲的高低电平要求的宽度。
第
本设计中，相位测量仪主要是对被测网络的输入、输出信号的相位差进行测量。这样的两路待测信号为同频不同相的正弦交流信号，频率范围为20Hz-20kHz，幅度为0V～500V。相位差测量的基本原理为：对信号波形的变换、比较及相关数学运算。即对于被测信号是同频不同相的两路正弦交流信号，为了准确地测量出该相位差，需要对输入信号的波形进行整形，本设计利用LM339组成整形电路，使输入信号变成矩形波信号，再经异或门组成的鉴相器电路，输出即为相位差信号，再结合单片机的数据处理功能，最后通过液晶即可显示出该相位差。由于单片机的工作电压在5V左右，所以在进行相位测量前，还需将被测信号进行分档降压处理。
相位检测仪 原理
相位检测仪原理
相位检测仪是一种测量信号相位差的仪器。
它可用于测量不同信号源之间的相位差，也可以用于测量信号在传输过程中的相位变化。
相位检测仪的原理基于干涉原理。
当两个相干光束叠加时，它们的相位差会影响叠加后的光强。
相位检测仪利用这一原理实现相位差的测量。
相位检测仪通常由一个光源和一个光探测器组成。
光源产生一个稳定的光束，经过分光器分成两个光束。
其中一个光束经过被测物体（如介质或光路），另一个光束则绕过被测物体。
两个光束再次相遇，通过光探测器接收光信号。
当两个光束相遇时，其相位差（简称相位差）会引起光波的干涉。
如果相位差为0或整数倍的2π，光波叠加后的光强将增强（称为相长干涉）；如果相位差为奇数倍的π，光波叠加后的光强将减弱（称为相消干涉）。
光探测器可以测量叠加后的光强，从而获得相位差信息。
实际应用中，相位检测仪通常采用调制技术。
通过调制信号源的频率或幅度，可以改变两束光的相位差，从而实现对不同相位差的测量。
常见的调制技术包括电调制、光调制和电光混频等。
相位检测仪的应用非常广泛。
例如，在光纤通信中，相位检测仪可用于测量信号在光纤中传输过程中的相位偏移，从而实现
相位同步和解调；在无线通信中，相位检测仪可用于测量不同天线之间的相位差，从而实现波束成形和多天线接收等技术。
总之，相位检测仪利用干涉原理测量信号的相位差。
通过调制技术和光探测器的反馈，可以获得准确的相位差信息，广泛应用于通信、雷达、导航等领域。
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断 并 分 别进 行处 理 和 计 算 。 图 ３ 主 程 序 流 程 图 图 ４ 中断 暇 务 程 序 流 程 图
结语
９ ８８ 该 系 统 电路 结 构 简 单 ，可 靠 性 强 ， 显 示稳 定 ，测 量 空 航 天 大 学 出 版 社 ， １ ９ ． ．
Hale Waihona Puke 精 度 高 ， 辨 率 可 达 ０ ３ 。 ， Ａ以 下 的 负 载 电流 可 直 接 分 ． ６ ５ ０
在 Ｔ 内允 许 时 钟 脉 冲 计 数 ，则形 成 相 位 差 中（ 和 基 准 信 ｔ ） 号 。该 系统 的核 心 为 ８ ９ 单 片 机 。利 用其 高 速输 入 单 元 ０８ Ｈ Ｉ 够 检 测 和 记 录 事 件 的特 点 ， 表 示相 位 差 的 脉 冲 信 Ｓ能 将 号 中（ 和 反 应 周 期 Ｔ的 基 准 信 号 分 别 从 Ｈ Ｉ 、ＨＳ．输 ｔ ） Ｓ． ０ Ｉ １
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单 片 机 相 位 测 量 仪
宝 鸡 文 理 学 院 电 子 电 气 工 程 系 张 正 喜
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攘 本文介绍了 ０ ｏ８ ｛ ￣￥８ 单片机实 ＿荦信号 １ ９ 毋两 誊 乒 相位疆 的碑 ，哽 懂 ＾轭件 ？ 萼呻琴其特．。 统与由复 最 该系 ｌ ◇ 路或５ 系 单片 成的 ＇ 枣电 １列 够 ｌ ｌ 量系统 比， 有 摩高 智匏 相 速 亿 电 单 工 靠 特 。 具 路简 作可 等 点
程 序 流 程 如 图 ３ 示 ， 成 系统 初 始 所 完
化 ， Ｉ 和 ＨＳ ．输 入 ， 冲 区设 置 ， ＨＳ ． ０ Ｉ１ 缓
平 均 周 期 数 Ｎ 的 判 断 ， 位 角 计 相 算 ， 断 开 放 与禁 止 ， 用 数 据 处 理 中 调
和 显示 子 程 序 等 。 中断 服 务 程 序 流 程 如 图 ４所 示 ，实 现 两 路 输 入 信 号 的判
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上 式 说 明 ， 只 要测 量 出输 入 信 号 的 周 期 Ｔ和表 示 相
位差的脉冲数 ｎ ，即 可 实 现 相 位 测 量 。
硬 件 系 统
硬 件 电 路 如 图 ２ 示 ，衰 减 取 样 电路 由 电 阻 分 压 构 所
成 ， 得适 当幅度的信号后 ， 获 经运 放 构 成 的 过 零 鉴 相 器 转 换 为 方 波 ，再 经 相 位 差 形 成 电路 获 得 Ｔ ，测 量 闸 门 使 之
：
× ６。 三 × ６。 ３０ ： ３０
式 中 Ｔ为 被 测 信 号 周 期 ，Ｔ 为 相 位 差 脉 冲 宽 度 。上 的 过 零 点时 间 差 来 表 示 。 此 ， 在 相 位 差 Ｔ 信 号 时 间 内 因 可 计数时钟脉 冲个数 ｎ 。设 时 钟 脉 冲 周 期 为 Ｔ． ． ，则
２ 王 福 瑞 ． 片微 机 测 控 系统 设 计 大 全【 ，北 京 ： 单 Ｍ】
接 入 被 测 电路 。 配接 电 流 互 感 器 ， 扩 大 被 测 电路 的 电 北 京 航 空航 天 大 学 出版 社 ， １ ９ ．． 若 可 ９ ８３ 流 允许 范 围 。 系统 可 用 作 工 频 配 电柜 的数 字 相 位 仪 表 ， 该
现 。为 了提 高 相 位 测 量 分 辨 率 ，本文 介 绍 以 ８ ９ 单 片机 式 说 明 ，两 个 同 频 率 正 弦 信 号 的相 位 差 可 以 用 二 者 相 应 ０８
为核心的相位测量 系统 。
相 位 测 量 原 理
该 系统 是 测量 两 路正 弦信 号 相 位 差 的 一 种 电 子仪 器 ， 能直观地 显示相位差 的角度值 ， 量原理如 图 ｌ 示 。 测 所 设
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Ｘ３６ ０。：
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Ｘ３６０。
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实 际 中 ， 因 电源 频 率 波 动 ， 时 钟 信 号 与被 测 信 号 并
电 压 基 准 信 号 Ｖ ．） 电压 取 样 信 号 Ｖ． 别 经 过 零 鉴 相 不 保 持 严 格 同 步 ，将 产 生 测 量 误 差 ， 引起 显 示 不 稳 定 现 ｔ （和 分 后 ，其 相 位 差 为 ： 象 ，为 确 保 精 度 ，采 用 多 周期 平 均 法 来 测 量 ， 则
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片 机 内 无程 序 存 储 器 ， 了使 外部 扩 为 展 电路 简 化 、 低 成 本 、 高 可 靠 性 、 降 提
直 接 用 可 锁 存 地 址 的 ＥＰ ＲＯＭ 芯 片 ８ Ｃ２ ７ ７ ５ 。显 示 电路 只 占用 ８ ９ ０ ８的 两 路 高 速 输 出单 元 ＨＳ ０和 ＨＳ １ Ｏ． Ｏ．，电 路 简单 ，易 于 编 程 。
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设 计 方 案 ／ ／
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入 ， 可 实 现 相 位 差 的 测 量 。８ ９ 将 ０ ８单
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Ｖｌ １ ＶＩ ２ 相 位 测 量 闸 门
８ ９ 单 片机 ０８
ＨＩ ０ Ｓ ＨＩ １ Ｓ Ｐ４ Ｐ３ Ｃ Ｓ
差 信
Ａ８～ １ Ａ ４
Ａ ０～Ａ７
ＤＯ ～Ｄ７
软 件 系 统
软 件 用 ＭＣＳ ９ 一 ６汇 编 语 言 ，采
用 模 块 结 构 ， 主程 序 、 断 程 序 、 由 中 数 据 处 理 子 程 序 和 显 示 子程 序 组 成 。 主
关 键蔼≥ 片 单ｌ机；相 ． 位． 州量． ＝ ． 一
相 位 测 量 技 术 的 应 用 已深 入 到 许 多领 域 ，广 泛 应 用 于 国防 、科 研 、 校 和 厂 矿 ， 统 相 位 测 量 使 用 的 是 指 针 学 传 式 仪表 ， 随 着 电子 技 术 的 发 展 ， 字 显 示 相 位 仪 不 断 涌 但 数