低频相位计的设计与实现
2[1].4+GHz低相位误差低相位噪声CMOS+QVCO设计
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咿魅怂测磐发２．４ＧＨｚ低相位误差低相位噪声ＣＭＯＳＱＶＣＯ设计高慧，吕志强，来逢昌（哈尔滨工业大学微电子中心，哈尔滨１５０００１）摘要：提出了一种新型的适用于锁相环频率夸成器的正交压控振荡器（Ｑｖｃ０）结构，分析了ＯｖｃＯ的工作原理及其相位噪声性能。
ＡＤｓ仿真结果表明，电路工作在２．４ＧＨｚ、偏离中心频率６００ｋＨｚ的情况下相位噪声为一１１５．４ｄＢｃ／Ｈｚ，在１．８ｖ电源下功耗仪为２．９ｍｗ，输出信号的相位误差小于Ｏ．１９。
结果还表明相对于目前流行的Ｏｖｃ０结构，提出的结构实现了低相位误差、低功耗、高，０Ｍ值。
关键词：正交压控振荡器；相位噪声；相位误差；品质因数中图分类号：ＴＮ７５２文献标识码：Ａ文章编号：１００３．３５３ｘ（２００７）１１－０９８８—０４Ｄｅｓｉｇｎｏｆ２．４ＧＨｚＬｏｗ－Ｐｈａｓｅ－ＥｒｒｏｒＬｏｗ－Ｐｈａｓｅ－ＮｏｉｓｅＣＭｏＳＱＶＣ０ＧＡ０Ｈｕｉ，ＬＯＺｈｉ－ｑｉａｎｇ，ＬＡＩＦｅｎｇ—ｃｈ锄ｇ（肼ｂ捌跏豳ｃ咖，肼缸ｋ血妇矿７‰缸影，黝缸１５０００１，ｃＭＭ）Ａｂｓｎ譬ｃｔ．ＡｎｏｖｅｌＬｃｑＩｌａｄｒ砒Ｉ珊ｖｏｌｔａｇｅ－ｃｏｎⅡ柚ｌｅｄ０８ｃｉｌｈｔｏｒ（ＱＶｃＯ）ｗ鹅ｄｅＢｉ印ｅｄｆｏｒＰｈ船ｅ—ｌｏｃｋｅｄ１００ｐ雠ｑｕｅⅡｃｙｓｙｍｈｅｓｉ北ｒ．Ｔｈ８叩ｅｍｔｉｏｎｐｄｎｃｉｐｌｅ且ｎｄｐｈａ８ｅｎｏｉｓｅｏｆｔｈｅＱＶｃＯｗｅｒｅ粕嘶ｚｅｄ，ＡＤｓＢｉ圳１“ｏｎｒｅＢｕｌｔｓ８ｈｏｗｔ｝ｌａｌｔｈｅｃｉ工ｃｕ“ａｃｈｉｅｖｅｓｔｈｅｐｈ踟ｎｏｉ∞０ｆ一１１５．４ｄＢｃ／｝Ｉｚａｔ６００ｋ№ｏｆｆｓｅｔ，ａ１１ｄｐｏｗｅｒｄｉｓｓｉｐ砒ｉｏｎｏｎｌｙ２．９ｍｗｆｈｔｈｅｗｈｏｌｅＱＶｃ０ａｔｔｌｌｅｖｏｌｔ８９ｅＢ“ｐｐｌｙ０ｆ１．８Ｖ．ｎｅｐｈａ跎ｅｍｒｂｅｆｗｅｅｎＩａｎｄＱｓｉｇＩ“ｓｉＢ且ｔｍ０８ｔＯ．１９。
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基于DDS的基本原理设计的低频信号发生器
基于DDS的基本原理设计的低频信号发生器基于DDS（Direct Digital Synthesis，直接数字合成）的低频信号发生器是一种高精度、灵活性高的信号发生器，可以产生各种低频信号。
本文将从DDS的基本原理、低频信号发生器的设计和实现等方面展开论述。
一、DDS的基本原理DDS是一种通过数字计算产生连续、离散或混合信号的方法。
它将频率和相位信息编码为数字信号，通过数字计算来生成输出信号。
DDS的基本原理如下：1.预存储波形数据：DDS使用查表法将波形数据存储在一个固定的存储器中，例如RAM或ROM中。
每个存储地址对应一个波形振幅值。
2.相位累加器：DDS通过一个相位累加器来产生实时的相位信息。
相位累加器是一个计数器，每个时钟周期增加一个固定的值，该值称为相位增量。
相位累加器产生的相位信息表示了所需输出的信号的相位。
3.数字到模拟转换：相位累加器输出的相位信息经过数字到模拟转换，即将相位信息转换为模拟信号。
这一步可以通过查表法，将相位信息作为地址，从查表的波形存储器中读取波形振幅值，然后通过D/A转换器将波形振幅值转换为模拟信号。
二、低频信号发生器的设计1.频率控制：低频信号发生器需要具备广泛的频率覆盖范围，并能够精确地调节频率。
为了实现这一点，可以使用一个可编程的数字控制单元，比如微控制器或FPGA来控制DDS的相位增量。
通过改变相位增量的大小，可以控制DDS的输出频率。
2.模拟输出滤波：DDS输出的信号是由一串数字零、一和正负极性组成的脉冲串，需要通过模拟输出滤波器进行滤波，以获取平滑的模拟输出信号。
滤波器可以选择低通滤波器或带通滤波器，以滤除高频噪声和杂散成分。
3.波形选择：DDS可以通过选择合适的波形数据来生成多种形状的输出波形，包括正弦、方波、锯齿波等。
在波形存储器中存储不同的波形数据，并通过用户界面或外部接口控制波形的选择。
三、低频信号发生器的实现低频信号发生器的实现可以采用数字电路、模拟电路或数字电路与模拟电路的组合。
低频信号发生器设计与实现报告
仪器科学与电气工程学院本科生“六个一”工程之课外实验项目报告低频信号发生器的设计与实现专业：测控技术与仪器姓名：刘雪锋学号：65090215时间：2011年11月一、实验目的：练习基本技能：常用测试仪器使用、电路安装、测试、调试；初步学会查阅电子器件英文说明书；训练基本单元电路设计、调试、测试。
二、实验内容：设计一个低频信号发生器，可输出方波、矩形波、三角波、锯齿波、正弦波。
频率和幅度可调；矩形波占空比可调；锯齿波上升、下降时间可调；根据电路原理图的具体结构，安装单元电路；测输出幅度、频率、失真度、上升沿、下降沿、观察三角波线性度；不得使用8038模块；写出设计与总计报告，说明电路原理、特点、测试结果、结果分析。
三、总体设计方案：（一）总体设计原理框图产生正弦波、方波、三角波的方案有多种，如首先产生正弦波，然后通过整形电路将正弦波转换成方波，再由积分电路将方波变成三角波；也可以先由振荡器产生方波，再经积分电路产生三角波，再经过滤波电路产生正弦波等等。
我选用的是前一种方案，上图为总体设计流程。
（二）各部分电路图及其原理1、正弦波产生电路及其原理：正弦波产生电路的目的就是使电路产生一定频率和幅度的正弦波，我们一般在放大电路中引入反馈电路，并创造条件，使其产生稳定可靠的振荡。
电路接通电源的一瞬间，由于电路中电流从零突变到某一值，它包含着很多的交流谐波，经过选频网络选出频率为f0的信号，一方面由输出端输出，另一方面经正反馈网络传送回到输入端，经放大和选频，这样周而复始，不断地反复，只要反馈信号大于初始信号，震荡就逐渐变强，最后稳定的震荡起来。
我所设计的正弦波震荡电路为RC 串并联式正弦波震荡电路,又被称为文氏桥电路。
这个电路由两部分组成，即放大电路和选频网络，放大电路为由集成运741放所组成的电压串联负反馈放大电路，选频网络兼作正反馈网络，它具有电路简单、易起振、频率可调等特点被大量应用于低频振荡电路，电路图如下所示 ：我选用的电阻R和电容C分别为100kΩ的电位器和0.1μf瓷片电容，这样根据在C不变的情况下，改变电位器R的值可以改变电路的震荡频率，但由于两个R的阻值要相等才能震荡出正弦波，所以我在实际焊制电路时两个R采用一个同轴电位器。
低频数字式相位测量仪简单介绍
低频数字式相位测量仪简单介绍相位差的测量在自动控制以及通讯电子等领域有着非常广泛的应用。
如水深测量、电磁波测量、电力系统的相位检测装置、激光测量等。
目前常用的低频数字式相位测量仪方法是将输入的两路信号经过某种处理将其变成方波，再通过比较这2路方波计算出相位差脉宽，最后通过用高频脉冲填充相位差，这个过程就实现了相位差的测量。
1、低频相位测量仪的意义大家都知道相位是交变信号三要素（频率伏值相位）之一，而相位差则是研究两个相同频率交流信号之间关系的重要指标。
相位差是测量两个同频率周期信号的相位差值。
相位计就是测量相位差的仪器,低频数字式相位测量仪就是专门测量低频信号的相位差，一般频率是100Hz以内的正弦频率信号，高精度相位计一般是指测量精度特别高，一般测量精度在0.2度以内。
低频数字式相位测量仪的工作原理和误差源就是设计低频数字式相位测量仪必须了解的内容。
2、低频数字式相位测量仪测试方法（1）示波器法示波器法是把两个被测信号同时加到双踪示波器的两个Y通道，直接进行比较，根据两个波形的时间间隔△T与波形周期T的比，计算相位差Φ。
示波器测量相位差缺点是精度不高。
（2）零示法零示法其实是将被测信号和可变移相器串联然后和另一同频率信号同时加在相位比较器如示波器、指示器等上，调节可变移相器，使比较器指示零值相位，则移相器上的读值即为两信号间的相位差。
这种测量方法的精度决定于所使用的移相器的精度，一般达十分之几度。
（3）直读式相位计法直读式相位计最大的优势就是可以直接读取相位差。
同事其测量速度也比较快，还能显示相位变化。
一般而言直读测量相位差的方法有：数字式直读相位计法、矢量电压表法相敏检波器法和环形调制器法。
其中前两种是目前低频数字式相位测量仪测试方法中最常见的，具体测试方法如下：a、数字式直读相位计法测量相位差的基本原理与测量时间间隔大体相同，见时频测量。
即将被测两信号电压经过脉冲形成电路，变换成尖脉冲，去控制双稳态触发器，由此产生宽度为△T的闸门信号。
周小青 标准相位差输出分析系统
江苏城市职业学院毕业设计（论文）（2012届）设计（论文）题目标准相位差输出分析系统办学点（系）昆山办学点专业计算机网络技术班级09普专学号090408350327学生姓名周小青起讫日期2011年12月20日~ 2012年4月22日地点江苏城市职业学院昆山办学点指导教师徐辰职称讲师年月日江苏城市职业学院教务处制摘要本设计利用单片机的定时器/计数器定时和计数的原理，相位差输出装置，两个波形的赫兹都是50，在两波形相同的前提下，以一个波形为基础，另一个波形延迟1ms,3ms,5ms,7ms,赫兹相同而产生相位差。
本实验中有一示波器，A,C 波就是显示两波形的相位差的变化。
实验中有四个开关按键，key1~ key4按下去数码管分别显示1ms,3ms,5ms,7ms。
标准相位差输出装置设计——用STC89C52RC设计一个4位LED数码显示所按得的延迟时间。
关键词：相位差，单片机，示波器、定时器AbstractThe design of SCM timer / counter timing and counting principle, phase difference output device, a two waveform Hz is 50, in the two waveform of the same premise, to a waveform as the foundation, another wave of delayed 1ms,3MS,5ms,7ms, Hz phase and phase difference. In this experiment a oscilloscope, A, C wave is revealed two waveform of the phase difference changes. Experiments with four switch keys, key1 ~ key4press down on the digital tube display 1ms,3MS,5ms,7ms.Standard phase difference output device design -- design using STC89C52RC and a4 LED digital display according to delay time.Key words: SCM, phase difference, oscilloscope, timer目录摘要……………………………………………………………………………………ABSTRACT………………………………………………………………………………第一章：绪论1.1课题研究的现状…………………………………………………………………1.2课题研究相关概念…………………………………………………………1.2.1相位和相位差的概念…………………………………………………1.2.2单片机的含义与分类…………………………………………………1.3课题研究的内容与意义………………………………………………………第二章：设计任务2.1设计指标………………………………………………………………………2.2设计要求………………………………………………………………………2.3硬件图及设计说明……………………………………………………………第三章：程序设计与说明3.1程序设计…………………………………………………………………………3.2软件说明…………………………………………………………………………第四章：使用说明4.1使用说明…………………………………………………………………………4.2硬件调试…………………………………………………………………………第五章：结束语参考文献1.1课题研究的现状相位差测量技术的研究由来已久，最早的研究和应用是在数学的矢量分析和物理学的圆周运动以及振动学方面，随之在电气及电力方面也相应得到重视和发展。
低频相位测量系统的原理
低频相位测量系统的原理
低频相位测量系统的原理主要基于数字信号处理技术，通过测量两个信号之间的相位差来工作。
它通常采用电流耦合、高阻输入方式对轨道电路相位差、相邻区段极性交叉进行检查，以解决相邻区段有车占用时极性交叉无法检查的问题。
该系统的原理具体步骤如下：
1. 首先，低频数字相位测量仪会记录两个信号相差间隔时间内的标频个数（测相计数器），同时也记录下一个周期内的标频个数（测频计数器）。
2. 此后测频和测相计数器处于保持状态，同时送出right信号表明完成测频测相的计数。
3. 单片机读取测频测相计数器中的数据，并进行后续的计算。
4. 单片机完成数据的运算后，将所得数据转化为10进制，送到显示板进行显示。
在CPLD设计中，根据计算，选取测频、测相计数器长度均为19位，在标
频信号为10MHz时，相位测量精度小于1度。
以上信息仅供参考，如需了解更多信息，建议查阅相关书籍或咨询专业人士。
基于DDS的基本原理设计的低频信号发生器
基于DDS的基本原理设计的低频信号发生器低频信号发生器是一种能够产生低频电信号的设备，广泛应用于电子、通信、声学等领域的实验、测试和调试中。
在设计低频信号发生器时，基于DDS（Direct Digital Synthesis，直接数字合成）的原理，可以有效地生成稳定、精确的低频信号。
DDS基本原理：DDS是一种采用数字技术直接产生波形信号的技术，其基本原理是利用数字计算机和其它逻辑电路将高稳定度的时钟信号分频，通过DAC（数字模拟转换器）输出相应的模拟信号。
具体步骤如下：1.频率和相位累加器：DDS中的关键元件是频率和相位累加器。
频率累加器根据输入的控制字频率，以固定的速度递增或递减，并产生一个周期范围内的数字相位输出。
相位累加器则将相位信息输出给DAC。
2.正弦波表：DDS中会预先存储一个周期范围内的正弦波表。
相位输出经过插值之后，会得到一个数值，然后该数值通过正弦波表查表，得到该相位上的正弦波取样值。
3.插值滤波器：DDS通常采用插值滤波器对正弦波表输出进行低通滤波，以去除高频噪声成分。
1.选择合适的时钟源和DDS芯片：首先需要选择一个高稳定度的时钟源，如TCXO（温度补偿型晶体振荡器）。
然后选择合适的DDS芯片，如AD9850或AD9833，这些芯片已经有成熟的设计方案和丰富的技术资料。
2.建立控制电路：根据DDS芯片的规格书和应用电路设计指南，使用微控制器或PLC实现控制电路。
该电路应能够控制频率、相位和幅度等参数，并能与外部设备进行交互。
3.数字信号处理：在设计中，需要进行一系列的数字信号处理，包括频率累加器和相位累加器的递增或递减实现，正弦波表查表的插值运算，以及插值滤波器的设计和滤波处理等。
4.输出电路设计：输出电路应采用高精度DAC进行数字模拟转换，并根据设计要求进行滤波和放大等处理，以产生稳定、精确的低频信号。
5.整体系统测试与调试：完成设计后，需要对整个系统进行全面测试和调试，包括频率范围测试、频率精度测试、稳定度测试、波形畸变测试等。
小于10hz低频接收天线制作方法
小于10hz低频接收天线制作方法小于10Hz的低频接收天线是用于接收非常低频率信号的装置。
这种天线主要用于科学研究、海洋监测、地震预警等领域，可以帮助测量和监测地球的自然活动。
制作一台有效的小于10Hz低频接收天线需要一些专业知识和特殊材料，但是在本文中，我们将为您提供一种简单的方法。
材料准备：1. 电容器：选择一个高容量的电容器，最好在1000至10000微法之间。
2. 电感线圈：使用细铜线制作一个半径约为5至15厘米的线圈，大致绕5至10圈。
3. 绝缘材料：将线圈绝缘，可以使用绝缘胶带或绝缘漆等材料。
4. 连接线：使用电线连接电容器和线圈。
步骤：1. 使用绝缘材料将线圈绝缘。
确保线圈的每一圈都彼此隔离，并且没有任何导电材料与其接触。
2. 取一个电容器并将其连接到线圈的一端。
使用连接线将电容器的一个引脚与线圈的一端连接起来。
3. 取另一根电线，将其连接到电容器的另一个引脚。
4. 将这根电线的另一端连接到地面。
地面是天线的重要组成部分，它可以增强接收信号的效果。
5. 确保电容器、线圈和连接线之间的连接良好，并检查是否有任何松动或短路。
6. 完成组装后，将天线的线圈部分竖立起来。
这样可以增加接收地球信号的有效性。
7. 将整个天线放置在室外的开阔区域。
建议将其安装在高处，以避免其他建筑物或物体的干扰。
8. 连接接收设备，如收音机或频谱分析仪，以接收和测量低频信号。
小于10Hz的低频接收天线的制作需要一些实践和调试，因为信号的接收受到环境和干扰的影响。
但是通过以上的制作步骤，您可以简单制作一台小型的低频接收天线。
总之，小于10Hz的低频接收天线是一种重要的工具，可用于各种科学研究和地球监测任务。
通过简单的材料和制作步骤，您可以制作一台有效的低频接收天线，并开始探索这个神秘的频率范围。
祝您成功！。
相位计示值误差测量不确定度评定
ＩⅡ 来 源于被 检相位 计 的测量 重 复性 ， 用 不 ） 采 确定 度 的 Ａ类评 定方 法 ， 一 台相 位计 进 行重 复 测 对 量１ ０次 ， 到 如 下 数 据 ： 角 １０ 。 （ 置 Ｆ Ｅ 得 相 ２。 设 ＲＱ
为 ５ ｋ ｚ Ｐ Ａ Ｅ 为 １０ 、 Ｆ Ｓ Ｔ 为 ０ 、 Ｅ 为 ０Ｈ 、Ｈ Ｓ ２。 Ｏ ＦＥ 。ＲＦ ５Ｖ 、Ａ ０ Ｖ Ｒ为 ５ Ｖ） ０
评定。
４ 合成： （。 ： ； ＋ ： ） ｎ ） Ⅱ＋； Ⅱ
３ 标 准不 确 定 度 评 定
在 相位标 准 仪 ５０ ５０—２的全 量 程 选 相 角 １０ ２。 作 为评 定点 （ 置 Ｆ Ｅ 设 Ｒ Ｑ为 ５ ｋ ｚ ＨＡ Ｅ为 １０ 、 ０ Ｈ 、Ｐ Ｓ ２ 。
Ｏ ＦＥ Ｆ Ｓ Ｔ为 ０ 、 Ｅ 。Ｒ Ｆ为 ５ Ｖ 、 Ａ ０ Ｖ Ｒ为 ５ Ｖ） ０ 。
２１ ００年第 ６期
文章编号 ：０５— ３ ７ ２ １ ）６一 ０ ８—１ １０ ３ ８ （０ ０ ０ Ｏ １ ９
相位计示值误差测量不确定度评定
蔡静莉
（ 西安 飞行 自动控制 研究所 ， 安 西
摘
７０６ ） １０５
要： 文章从测量方法 、 数学模型 、 不确定度传播 律 ， 以及 不确定来 源 、 量等介绍 了相位计 示值误 差测量不 确定度评 分
为 １ ；
计算可知 ： 而 ｘ １０ ８ １ ， 面 １ ｘ ＝ ２ ・３ 。
求单次 实验标 准偏 差 ｓ（ ， ） 由贝塞尔公 式
加 ：
２相位计分辨力引入的标准不确定度， ） 记
一
１ 一 Ｒ
ｓ（ ， ）＝ ． ０ ８ ， “ ｓ（ ０ ０ ８ 。则 ＝ ）＝ ． ０ ８ ０ ０８ ，
水声材料低频声性能的驻波管测量
cΠ2 d12 ,系统声管中双水听器间距 d12 = 64 cm ,因此 系统的测量频率必须小于 1 090 Hz 。测量频率下限 取决于管中声场的信噪比能否满足测量条件 。
方法评定 。用测量频率为 500 Hz ,A802 橡胶样品的 反射系数为例进行分析 。
通过对样品进行独立的 6 次测量 ,结果如表 3
首先 ,以管中水2空气自由界面为样品进行实 验 ,在理论上它的复反射系数 r = - 1 ,测量结果如 表 2 所示 ,除 1 kHz 频率点外其余的反射系数模 R 和相位θ的测量结果与理论值基本吻合 。经多次测
所示 ,以测量平均值的实验标准偏差作为系统的 A 类不确定度分量 ,式 (7) 计算得到反射系数相对不确 定度 uA = 112 %。
收稿日期 : 2002 - 03 - 25 ; 修回日期 : 2002 - 04 - 25 作者简介 : 李 水 (1968 - ) ,男 ,浙江岱山人 ,杭州应用声学研究所高级工程师 ,硕士 ,主要从事水声计量测试的研究 。
222
计量学报
2003 年 7 月
低频扩展 ,如舷侧阵声呐的主要工作频段在几百赫 兹 ,水声材料和构件的工作频率也跟着向低频扩展 , 所以必须发展对应的水声材料低频测量系统 。文中 研究开发了低于 1 kHz 的驻波管传递函数法测试系 统 ,在测量频率上和现有的脉冲声管相衔接。
LI Shui , SHEN Jian2xin , TANG Hai2qing , ZHANG Xiao2lan
( Hangzhou Applied Acoustics Institute , Fuyang , Zhejiang 311400 , China)
低频数字式相位测试仪的设计与实现
低频数字式相位测试仪的设计与实现尹晓慧;陈劲;张宝菊;王为【摘要】基于过零检测法,以微控制器ATmega 128和可编程逻辑器件EPM1270为核心,设计并实现了对双路同频低频信号的相位差和频率进行测量的系统.在一个可编程逻辑器件(Complex Programmable Logic Device,CPLD)内实现了数字式相位差和频率的数据采集,简化了系统设计.系统可以对200 Hz～10 kHz频率范围内的信号进行相对精确的测量,与传统相位测量仪相比,具有硬件电路简单、测量速度快和易于实现等优点.【期刊名称】《天津师范大学学报（自然科学版）》【年(卷),期】2012(032)001【总页数】4页(P39-42)【关键词】相位测量;频率测量;CPLD;微控制器;液晶显示【作者】尹晓慧;陈劲;张宝菊;王为【作者单位】天津师范大学物理与电子信息学院,天津300387;天津师范大学物理与电子信息学院,天津300387;天津师范大学物理与电子信息学院,天津300387;天津师范大学物理与电子信息学院,天津300387【正文语种】中文【中图分类】TM932在电子测量技术中，相位测量是最基本的测量手段之一，相位测量仪是电子领域的常用仪器.随着相位测量技术广泛应用于国防、科研和生产等各个领域，对相位测量的要求也逐步向高精度、高智能化方向发展.在低频范围内，相位测量在电力和机械等部门具有非常重要的意义［1］，目前相位测量主要运用等精度测频和锁相环（Phase Locked Loop，PLL）测相等方法.研究发现，等精度测频法具有在整个测频范围内保持恒定高精度的特点，但该原理不能用于测量相位［2］.PLL测相可以实现等精度测相，但电路调试较复杂.因此，本研究选择直接测相法作为低频测相仪的测试方法.对于低频相位的测量，使用传统的模拟指针式仪表显然不能满足所需的精度要求，随着电子技术和微机技术的发展，数字式仪表因其高精度的测量分辨率以及高度智能化、直观化的特点得到越来越广泛的应用因此，本研究设计并实现了以CPLD和微控制器（Micro Control Unit，MCU）为核心的低频数字式相位测量仪.相位差测量的基本原理有3种：对信号波形的变换比较、对傅氏级数的运算和对三角函数的运算［2－3］.3种原理分别对应过零检测法、倍乘法和矢量法3种测量相位差的方法.过零点检测法是一种将相位测量变为时间测量的方法，其原理是将基准信号的过零时刻与被测信号的过零时刻进行比较，由二者之间的时间间隔与被测信号周期的比值推算出两信号之间的相位差.这种方法的特点是电路简单，且对启动采样电路要求不高，同时还具有测量分辨率高、线性好和易数字化等优点.任何一个周期函数都可以用傅氏级数表示，即用正弦函数和余弦函数构成的无穷级数来表示，倍乘法测量相位差所用的运算器是一个乘法器，2个信号是频率相同的正弦函数，相位差为φ，运算结果经过一个积分电路，可以得到一个直流电压V＝k cosφ，电路的输出和被测信号相位差的余弦成比例，因此其测量范围在45°以内，为使测量范围扩展到360°，需要附加一些电路才可以实现.倍乘法由于应用了积分环节，可以滤掉信号波形中的高次谐波，有效抑制了谐波对测量准确度的影响. 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V＝2E sinφ／2.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［1］.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.采用过零检测法需要对被测信号的周期进行测量，由于信号的周期与频率之间呈倒数关系，本研究采用测量被测信号频率的方法实现对其周期的测量.频率测量的方法很多，可分为2大类：第1类是单位时间内测量脉冲周期的方法，这种方法的优势是能够用标准的基准单位时间对被测信号时钟进行脉冲测量，简单方便，容易实现，但是由于使用了基准的单位时间，所以测量脉冲时，如果被测信号的周期接近基准时钟的周期，测量的准确度就会下降，精度难以得到保障，所以这种方法只适合于测量高频信号，或者说这种方法只适合于基准时钟周期比被测信号周期大得多的情况；第2类测量方法是使用高频时钟对被测信号的单个时钟周期进行高频计数，这种方法的优点是使用高频时钟对被测信号的单个时钟周期进行高频计数可以在一个被测信号周期内完成对频率的测量，对于低频被测信号具有较高的精度，但设计较为复杂.本研究所涉及的频率测量范围为200 Hz～10 k Hz，属于低频信号，因此可以采用高频时钟的方法对频率进行测量.每种测量方法均存在2种具体的测量手段：一种是利用专用频率计模块来测量频率，如ICM7216芯片，其内部自带放大整形电路可以直接输入正弦信号，外部振荡电路部分选用由一块高精度晶振和2个低温度系数电容构成的10 MHz振荡电路，其转换开关具有0.01 s、0.1 s、1 s和10 s共4种闸门时间，量程可以自动切换，待计数过程结束时显示测频结果；另一种方法是利用CPLD和MCU来实现频率的测量，将被测信号通过模拟电路转换为方波信号输入EPM1270的某一I／O端口，在CPLD内部实现频率的采集，最后将计数值送入MCU处理并输出至液晶予以显示.比较2种测量手段，利用实验室现有条件，本研究采用CPLD和MCU实现对被测信号频率的测量.利用单片机控制计数器工作，硬件简单且频率测量精度高，这是目前较为成熟的一种高精度测频方案.系统的设计目标是实现双路同频率正弦波信号相位差和频率的测量.本研究采用数字鉴相技术在保持模拟式相位测试优势的同时，提出并实现了一种基于CPLD的低频数字式相位测试仪.该系统主要由数据采集电路、数据运算控制电路和数据显示电路3部分构成，采用CPLD和AVR单片机相结合构成整个系统的测控整体.CPLD主要负责数据采集，单片机负责读取CPLD采集的数据，再根据这些数据作出相应计算，并通过液晶将结果显示出来.系统在保持模拟式相位测试优点的同时，具有抗干扰能力强、外围电路简单和易于实现等优点［4－5］.测量相位差的具体方法为：先通过比较电路将两路同频率正弦信号分别转换为相应的脉冲信号将其中一路信号直接送入D触发器，作为触发信号；另一路信号通过反相器取反后与复位信号相与，将得到的结果送入D触发器的清零端，由D触发器输出一脉冲信号，此脉冲波形的脉宽为t，经过微处理器进行相应计算处理后得到两信号的相位差［6－7］.设计中频率测量的具体方法是：被测信号转换后形成脉冲信号，利用其上升沿触发计数器对基准时钟开始计数，处于下降沿时则停止计数，所得计数为N，利用t＝N×T／2，f＝1／t，其中T为所用晶振的时钟周期，利用单片机系统编程实现该运算式，即可求得频率，并将运算结果送液晶显示.系统的原理框图如图1所示.3.2.1 模拟部分模拟电路部分要将同频率的两路正弦信号转换为方波输出，电路采用电压比较器LM393.LM393内有2个电压比较器，两路信号分别接2个比较器同相输入端，将反相输入端接地，即构成过零比较电路.前级的射随器采用LM353，其作用是提高输入阻抗，提高负载.过零比较器使用芯片LM393来实现，该芯片性能较好，能够有效提取正弦波的过零点.选择使用过零点这种判断方法是因为正弦波在过零点的时候，斜率具有极大值，即使两列正弦波幅度略有不同，也不会对测量结果造成过大影响，所以芯片上输出口的上拉电阻主要用于控制高低电平输出的大小.图2和图3分别是A、B两路同频率正弦信号经过模拟电路转化为方波的电路图，其中W31和W32同时接通时构成跟随器，W32和W34同时接通时构成比例放大器.3.2.2 部分参数选择整个电路设计中，参数的选取至关重要，CPLD中计数器的时钟频率要选择恰当，时钟的脉宽要保证输入方波信号的高电平时间Δt最小时存在计数值，即系统能够采集Δt最小时的输入信号；同时，还要保证Δt最大时，计数器存在计数值，即能够采集到最大的相位差360°.根据相位误差范围的要求，计算Δφ＝Δt／T×360°＝0.5°，当 T＝10 k Hz时，Δt＝0.139μs，分频系数＝0.139／0.05＝2.78，故本设计采用2分频.由于AVR单片机数据位的限制，最终得到下限频率取200 Hz，此时，系统测量的展伸不确定度范围符合设计要求.系统的软件设计流程图如图4所示.本研究使用模块化的设计方法，所以软件模块和硬件模块均首先各自独立进行调试，独立调试通过后，再进行系统的软硬件综合调试.在调试输入波形整形模块时，首先检查该模块所有芯片的工作电压是否正常，调整工作电压后，再测试射随器的输出电压，如果其输出电压正常，则测试过零比较器的输出端，看其电压是否正常；如果不正常，可以稍微调整负载电阻，使其输出电压正常.实验所得数据均为正常情况下于实验室中测试得出，测试结果如表1所示.由表1数据可知，系统可以测量一定频率范围内2个同频正弦信号之间的相位差，并能达到稳定的测量精度（理论推算为0.5°，实际可达±3°）.测试结果存在的误差来源于所选基准时钟的准确性以及采用软件计数存在一定的延时.在实际应用中，CPLD可采用更高的晶振频率来增加频率的测量范围，并提高测量精度.本研究以微控制器ATmega 128和可编程逻辑器件EPM1270为核心，将单片机控制技术和电子设计自动化（Electronic Design Automation，EDA应用技术有机结合在一起，完成了低频数字式相位测试仪的设计与制作.由于可编程逻辑器件可以完成较大且较为复杂的逻辑处理任务，而且它灵活方便，易于移植，可通用性强，因此系统主要的逻辑功能均在可编程逻辑器件内部完成.本研究所设计的低频数字式相位测试仪采用CPLD，外围电路较为简单，工作可靠，电路调试和维护简单易行.【相关文献】［1］田秀丰，何继爱，李敏.低频数字式相位测量仪的设计［J］无线电通信技术，2008（2）：55－61.［2］陈明杰.低频数字相位（频率）测量的CPLD实现［J］.微计算机信息，2008，24（32）：224－225.［3］缪晓中.基于MCU＋CPLD的相位差和频率的测量方法研究及实现［J］.国外电子元器件，2008（7）：10－12.［4］姚远，王丽婷，郭佳静.低频数字式相位测量仪［J］.电子世界，2004（5）：39－41. ［5］潘洪明，邹立华，方燕红.同频正弦信号间相位差测量的设计［J］.电子工程师，2003，29（3）：41－42.［6］欧冰洁，段发阶.超声波隧道风速测量技术研究［J］.传感技术学报，2008，21（10）：1804－1807.［7］车惊春，韩晓东.Protel DXP印制电路板设计指南［M］.北京：中国铁道出版社，2004：94－110.［8］龙腾科技.Protel DXP循序渐进教程［M］.北京：科学出版社，2005：22－52.。
数字相位测量系统设计
数字相位测量系统设计摘要本论⽂针对在个⼯业和民⽤场合，为了对各种低频信号进⾏分析，常常引⼊相位测量,⽽典型的传统⽅法是通过显⽰器测量,这种⽅法误差⽐较⼤﹑读数不⽅便等问题，本论⽂就此问题设计了⼀种数字相位测量仪对其进⾏相位时间间隔测量。
以单⽚机AT89C51为核⼼，⽤零⽐较器LM393将正弦波信号转换为⽅波，通过由D触发器组成的双稳态触发器实现两⽅波信号的相位差，将得到的信号经过模拟开关进⾏整幅，使之⾼电平为基准电压4.98V,低电平为0V，整幅后的波形经整流滤波形成直流电压，对不同的占空⽐输⼊直流电压在0V～4.98V,⽤16位A/D7705进⾏采样,可使其精度远⼤于设计要求的0.1°。
显⽰采⽤七段LED数码管，并⽤MAX7219作为显⽰器的驱动，对LED的亮度进⾏调节。
论⽂设计了相位⽐较电路、移相电路、显⽰电路、直流稳压电路。
系统采⽤软硬件结合的⽅式，测量精度⾼、稳定性好、操作简单，适合使⽤于各种需要的低频相位测量场合。
关键词:相位测量、相位时间间隔测量、单⽚机（AT89C51）Abstractanalyzed, This paper in a industrial and civil occasions, in order to all kinds of low frequency signal is often introducing phase measurement, the typical and traditional way is through display measuring, this kind of method error is bigger, reading is convenient wait for a problem of this issue, this paper designs a digital phasic measuring instrument for its phase time-interval measurement.With single-chip microcomputer AT89C51 as the core, with zero comparator LM393 will sine signals converts square-wave by D flip-flop, composed of bi-stable flip-flop reach two square wave signal of phase, will receive the signal for the whole picture after analog switch, make high level for the datum voltage 4.98 V, low level for 0V, whole picture after the formation of the waveform dc voltage rectifying filtering for different 390v input dc voltage in 0V ~ 4.98 V, with 16 A/D7705 sampling, can make its precision far outweigh the design requirements of 0.1 °. LED digital display using seven section, and MAX7219 as monitor tube to drive, LED the brightness of the adjusted. Paper designed a phase comparison circuit, phase shifting circuit, display circuit, dc voltage circuit. System adopts hardware and software combination way, high accuracy, good stability, simple operation, and suitable for use in various needs of low-frequency phase difference measurement occasion.keywords: Phase difference measurement Phase time-interval measurement SCM(AT89C51)⽬录1．绪论 (5)1.1 国内外相位检测技术的发展现状 (5)1.2 本课题研究的主要内容 (6)1.3 本课题研究的⽬的和意义 (7)2．低频数字相位测量系统的总体⽅案设计 (8)2.1相位的基本概念 (8)2.2相位测量的技术指标 (8)2.3系统任务需求分析 (9)2.3.1课题要求 (9)2.3.2发挥部分 (9)2.4相位测量的原理 (9)2.5 设计⽅案的⽐较论证 (10)2.6单⽚机AT89C51功能简介 (12)2.6.1主要性能功能参数 (12)2.6.2 AT89C51特性功能概述 (13)3．相位测量硬件的设计 (14)3.1 系统总体结构的设计 (14)3.2 相位⽐较电路的设计 (14)3.3 A/D转换电路的设计 (15)3.4 键盘与显⽰电路的设计 (16)3.4.1主要性能 (16)3.4.2引脚功能 (16)3.4.3⼯作时序及转换原理 (16)3.4.4 AD7705数字接⼝及电路 (17)3.4.5⽚内寄存器 (18)3.5直流电源电路的设计 (20)3.6芯⽚MAX7219的简介 (20)3.6.1MAX7219的性能 (20)3.6.2管脚配置 (20)3.6.3典型应⽤电路 (22)3.6.5读写时序说明 (23)3.7直流电源电路的设计 (23)4．移相⽹络电路设计与参数计算 (25)5.1移相⽹络电路 (25)5.2移相⽹络参数设计 (25)5.3数字移相信号发⽣器 (27)5．系统软件流程设计 (30)结论 (31)致谢 (32)参考⽂献 (33)1. 绪论1.1国内外相位测量技术的发展现状现代相位测量技术的发展可分为三个阶段：第⼀阶段是在早期采⽤的如李沙育法、阻抗法、和差法、三电压法等，这些测量⽅法通常采⽤⽐对法和平衡法，虽然⽅法简单，但测量精度较低；第⼆阶段是利⽤数字专⽤电路、微处理器等来构成测试系统，使测量精度得以⼤⼤提⾼；第三阶段是充分利⽤计算机及智能化测量技术，从⽽⼤⼤简化设计程序，增强功能，使得响应的产品精度更⾼、功能更全。
低频数字式相位测量仪
低频数字式相位测量仪设计报告目录1方案设计与论证2 1．1移相网络设计方案2 1.2相位测量仪设计方案3 2系统设计3 2.1总体设计32.1.1系统框图3 2.1.2模块说明4 2.2各模块设计及参数计算4 2.2.1移相网络设计及R、C参数设定4 2.2.2相位测量仪设计52.2.3软件系统63.结论64.参考文献75．附录7系统设计图7摘要本系统以单片机为核心，辅以必要的模拟电路，构成了一个基于具有高速处理能力的低频数字式相位测量仪。
该系统由相位测量仪和移相网络组成；移相网络能够产生-45~45°相位差的两路信号；相位测量仪能够测量出具有0°~359°的两路信号的相位差，绝对误差小于2°，具有频率测量及数字显示功能。
经过实验测试，以上功能均可以准确实现。
关键字：单片机移相相位差数字显示1方案设计与论证1．1移相网络设计方案本设计的核心问题是信号的模拟移相程控问题，其中包括波形相位以及波形幅度的程控。
在设计过程中，我们首先考虑了赛题中提供的方案。
如图1-1所示：V1VV2图1-1该模拟电路主要采用高、低通电路的临界截止点来产生极值相位的偏移。
当高、低通电路的截止频率等于输入信号频率时，根据其幅频特性，信号波形所产生的相位分别为45°和-45°，恰好满足赛题要求的连续相移范围-45°~45°的调节。
由于高、低通电路在截止点时会产生幅度的衰减，故电路在后级加了放大电路，且采用了电压串联负反馈的方式提高了输入阻抗并降低了输出阻抗，电路最后还设计有调幅装置，能够很好地满足A、B输出的正弦信号峰—峰值可分别在0.3V—5V范围内变化。
综上所述，该移相网络能够满足赛题的所有要求，且电路设计简单、易行，故我们直接采用了这种方式来产生模拟的相移输出。
1.2相位测量仪设计方案方案一：检相器可以利用正弦波形的正半周和负半周的对称特性。
立体声广播节目中反相问题的成因与解决
立体声广播节目中反相问题的成因与解决张艾丽【摘要】反相的存在会对立体声广播节目的播出质量和播出安全造成不良影响,为了避免反相问题的出现,结合广播节目的制作和播出流程,分析了实际工作中造成反相的几种原因,提出了相应的解决方法及可行性建议,介绍了广播系统中常用的两种反相监测手段.【期刊名称】《电声技术》【年(卷),期】2014(038)005【总页数】3页(P77-79)【关键词】立体声广播节目;反相;监测【作者】张艾丽【作者单位】中央人民广播电台,北京100866【正文语种】中文【中图分类】TP316反相问题普遍存在于广播节目的制作和播出环节中，反相的发生，直接影响着节目的播出质量和播出安全，严重的将造成劣播甚至停播。
因此，无论是编播人员还是技术人员都应对此加以重视。
声音是由基波和一系列谐波所构成的复合波。
声波在某一时刻上处在周期中的位置就是相位[1]，相位反映了声音信号在该时刻的状态。
两个声音信号相位的差别称为相位差。
在立体声听音环境下，人们会感觉声音是从空间中的某个点发出的，这个发声点就是声像，由于它与真实声源的空间位置并不完全相同，所以声像也称“幻像声源”或“虚声源”。
声像是人耳对声音方位的空间感知和定位。
如果声源位置不在听音人的正前方，声音到达双耳时，在强度、时间和相位上就存在着差别，听觉系统就是根据双耳间的强度差、时间差和相位差来判断发声点的空间方位，也就是完成对声像的定位。
其中，相位差是低频声音水平定位的主要依据[2]。
在立体声重放系统中，如果左右扬声器在同一时间发出同一声音信号，则声像定位在两扬声器连线的中点上。
在一定范围内，调整两扬声器间信号的时间差(相位差)或强度差，声像就会随之移动。
当两扬声器间的信号不存在强度差时，如果将其中一个扬声器的信号延时播放(即使两扬声器间的信号具有一定的时间差和相位差)，并逐渐加大延时量，那么，声像就会从两扬声器连线的中点沿着这条连线向声音未延迟的扬声器方向偏移。
低频率数字相位差测量仪设计
引言相位差测量数字化的优点在于硬件成本低、适应性强、对于不同的测量对象只需要改变程序的算法，且精度一般优于模拟式测量。
在电工仪表、同步检测的数据处理以及电工实验中，常常需要测量两列同频率信号之间的相位差。
例如，电力系统中电网并网合闸时，需要求两电网的电信号的相位差。
相位差测量的方法很多，典型的传统方法是通过示波器测量，这种方法误差较大，读数不方便。
为此，我们设计了一种基于锁相环倍（分）频的相位差测量仪，该仪器以锁相环倍（分）频电路为核心，实现了工频信号相位差的自动测量及数字显示。
论文摘要本系统为低频数字式相位/频率测量仪，由移相网络模块、相位差测量模块及频率测量模块三大部份构成，其系统功能主要是进行相位差测量及频率测量。
移相网络主要是由RC移相电路和LM324运放电路组成，将被测信号送入移相网络，经RC移相、LM324隔离放大，产生两路信号，一路为基准信号经过波形转换，另一路为移相后的信号。
分别经过波形转换、整形、二分频送给相位测量模块及频率测量模块。
相位差测量仪主要是由锁相环PLL（Phase Lock Loop）产生360倍频基准信号和移相网络的基准信号与待测信号进行异或后的信号作为显示器的闸门电路和控制信号。
频率测量模块主要是用计数法测量频率的，它是有某个已知标准时间间隔Ts内，测出被测信号重复出现的次数N，然后计算出频率f=N/Ts.显示电路模块主要是由计数器、锁存器、译码器和数码管组成。
低频率数字相位测量仪目录1设计任务书 (3)2设计方案概述 (3)3系统的组成………………………………………………………………………………4.3.1总体框图 (4)3.2移相网络部分 (4)3.3相位测量部分 (6)1)波形转换、整形放大 (8)2)锁相环倍频 (9)3)闸门电路 (11)4)控制门 (11)5)计数器 (11)6)锁存器 (11)7)显示译码器与数码管 (11)3.4频率测量部分 (12)1)数字频率计的基本原理 (12)2)系统框图 (12)4附录………………………………………………………………………一、设计任务书（一）任务设计仿真一数字相位计（二）主要技术指标与要求：（1）输入信号频率为1KHZ～20KHZ可调（2）输入信号的幅度为10mV（3）采用数码管显示结果，相位精确到0.1°（4）采用外部5V直流电源供电（三）对课程设计的成果的要求（包括图表）设计电路，安装调试或仿真，分析实验结果，并写出设计说明书。
基于FPGA控制的低频数字式相位测量仪研究
法 两 种 ： 统 依 靠 模 拟 器 件 的 方 法 ， 二 极 传 如 管 鉴 相法 、脉 冲计 数 法 等 ， 量 系统 复 杂 、 测 需专 用 器件 、硬 件 成本 高 、而 且精 度不 高 。 随 着 集 成 电 路 的 发 展 ， 用 大 规 模 集 成 电 利
本 系 统 充 分 利 用 ＦＰＧＡ 对 数 据 的 高 速 处 理 能 力 ， 使 得 系 统 设 计 高 效 ， 可 靠 。 与 传 统 相 位 测 量 仪 相 比 ， 系 统 具 有 处 理 速 度 快 、稳 该 定 性 高 、 性 价 比 高 ， 易 于 实现 的优 点 。该 系统 具 有 较 强 的 实 用 价 值 和 良好 的 工 程 应 用 前 景 。 ［ 键 词 ］ 杂 可 编 程 逻 辑 器 件 低 频 相 位 测 量 仪 Ｆ 关 复 ＰＧＡ ＶＨ ＤＬ 语 言 ［ 图分类号１ ２ 中 ｘ５ 【 献标 识 码 】 文 Ａ ［ 章 编 号 ｌ０ ７ ４ ６ （ ０ ０ ０ － ０ ６ ４ 文 １０ －９ ｌ ２ ｌ ） １ ０ ７ －０
视 频 字 符叠 加 的 一 种较 好 的 选 考 文献 ］
【 】 应 用 电 视 一一设 备 原 理 与 工 程 实 践 １ Ⅸ 京 ： 子 工 业 出 版 社 》 中 国 广 播 电 视 设 北 电 备 工 业 协 会 应 用 电 视 专 业协 会 ． ［】Ｇａ ｍｉ ＮＣ． ＧＰ ２ ／ ０ ｔｃ ｎ ｃｌ ２ ｒ ｎＩ Ｓ ５ ２ ｅ ｈ ｉａ
・
应 用研 究 ・
基于 Ｆ Ｇ Ｐ Ａ控 制 的低 频数 字 式 相位 测量 仪研 究
王 振 红 于 磊
（ 方 工 业 大 学 信 息 工 程 学 院 北 京 １ ０ ４ ） 北 ０ １ ４
GJ05R低频雷达物位计
① 正确 ② 错误
当罐中有障碍物影响测量时，要加装反 射板才能正常测量。
③ 正确 ④ 错误
10
六、安装步骤
为了更好发挥产品的性能，在安装时，请遵循以下步骤： 在打开储罐的过程连接之前，必须确认罐内无压力，也无有害介质。 应确认容器内空罐或料位刚好覆盖罐底的情况下进行定位调整，料位较少的情况下也可以进行定位调
二、产品介绍
GJ05R01
适用介质：液体，腐蚀性液体 应 用：污水液位测量，挥发性小的酸碱液位测量，浆料
料位测量 防爆认证：Exd IIC T6 Gb 防护等级：IP67 测量范围：20m 天 线：棒式天线（PP/PTFE） 频 率：6.3 GHz 过程温度：（-40～120）℃ 测量精度：±10mm 过程压力：（-0.1～0.3）MPa 信号输出：（4～20）mA/HART 现场显示：四位 LCD 可编程 电 源：两线制（DC24V）/四线制（DC24V/AC220V） 重 复 性：±1mm 过程连接：法兰（选配）/螺纹
GJ05R 低频雷达物位计
一、产品概述
简介
GJ05R 系列传感器是先进的雷达式物位测量仪表，测量距离最大 30 米，可以用于存储罐、中间缓冲罐 或过程容器的物位测量，输出 4~20mA 模拟信号。
测量原理
通过天线系统发射并接收能量很低的极短的微波脉冲，雷达波以光速运行，运行时间可以通过电子部 件被转换成物位信号，一种特殊的时间延伸方法可以确保极短时间内稳定和精确的测量。
整；可通过虚假回波存储，对回波信号进行优化。 在最优位置固定好法兰或拧紧螺纹，若有必要，需更换密封圈。
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内容摘要
第一章 绪论
第二章 相位测量原理与方案设计
第三章 硬ቤተ መጻሕፍቲ ባይዱ电路的设计
第四章 系统软件部分设计
绪 论
● 相位
● 相位测量的背景 ● 相位测量的意义 ● 相位测量发展趋势
相位测量原理与方案设计
●基本测量原理 ■相位差的测量的方法 ◆ 矢量法 ◆ 相乘法 ◆ 可变延迟线法 ◆ 过零鉴相法(时间重合法 ) ■常用频率测量方法 ◆ 直接测频法 ◆ 多周期同步法 ◆ 模拟内插法 ◆ 游标法
谢谢各位老师 放映到此结束
相位测量原理与方案设计
● 方案设计与论证
◆相位测量方案
先将信号整形成方波信号，再将两路方波信号异或后与晶振的基 准频率进行与操作，得到一系列的高频窄脉冲序列，用多周期同步测 量方法设定取样时间，实际闸门时间是被测信号的整周期倍。通过两 片计数器同时对该脉冲序列以及基准源脉冲序列进行计数，用多周期 同步测量方法设定取样时间，实际闸门时间是被测信号的整周期倍， 作为控制信号控制两片计数器。得到的两路计数值送入单片机进行处 理得相位差值。
西安电子科技大学长安学院
低频相位计的设计与实现
导 师：宣宗强 答辩人：王涛昌 专 业：自动化
引 言
随着科学技术突飞猛进发展，电子技术广 泛应用于工业、农业、交通运输、航空航天、国 防建设等国民经济诸多领域中，而电子测量技术 又是电子技术中进行信息检 测重要手段，在现代 科学技术中占有举足轻重作用和地位。近年来， 随着科学技术迅 速发展，很多测量仪逐渐向“智 能仪器”和“自动测试系统”发展，用传统的模 拟指针式仪表显然不能够满足所需的精度要求， 随着电子技术以及微机技术的发展，数字式仪表 因其高精度的测量分辨率以及高度的智能化、直 观化的特点得到越来越广泛的应用。基于这些要 求，我设计并制作了基于AT89S52单片机为核心 的低频数字式相位测量系统。
(a)单段
(b)方形
硬件电路的设计
●按键电路
图3.24 按键设计电路图
硬件电路的设计
● 原理电路
晶振 主 门 B 计 数 器 B
整形放大 异或叠 加 整形放大 与 门 主 门 A 计 数 器 A
单 片 机
实际门时
参考门时
相位测量模块框图
硬件电路的设计
波形变换电路
相位测量电路
系统电路图
系统电路图
◆频率测量方案
利用可编程计数器来实现频率的测量，将被测信号转 换为方波信号输入可编程计数器8254的某一路Clk端口， 并将Gate端置为高电平，利用单片机产生的定时中断来 控制8254的计数，最后计数值送入单片机处理并输出。
硬件电路的设计
● 单片机的选择：AT89S52 ● 显 示 电 路：LED
系统软件部分设计
开始 初始化
判断开关
输入参考门时
读计数器数值
计算相位差
显示结果
结束
相位差测量流程图
结 论
在本次相位计的设计过程中，我全面系统的 了解设计的过程，学习了很多有关的知识这样的 设计是对我学过的理论和实践等课程是一个综合 性很高的锻炼。
我也坚信随着科学技术的发展相位计设计的 方法会越来越简单，精度也会越来越高。将来相 位计设计方法一定会朝着简单化、小型化、高精 度化方向发展 。