一种高频信号相位差测量的方法

一种高频信号相位差测量的方法翟瑞永萧宝瑾太原理工大学信息工程学院太原摘要传统的相位差测量仪器需要采用多者中小规模集成电路不仅电路复杂测量相位差的精度不高而且适用的频率范围窄因此在实际应用中存在着不足之处本论文介绍的是当用在低频信号鉴别相位差的方法因为各种干扰使得无法在高频时使用时采用两片鉴相器交替鉴相的技术使高频鉴相的精度能够达到有效地使用了硬件资源相位差交替鉴相关键词一兀抖五政砰加恤址月笼引言在许多领域精确地测量两个信号之间的相位差具有很重要的意义网络相频特性中例如在电工仪表同步检测以及研究常常需要测量两列同频信号的相位差传统的相位差测量方法有示波器测量法时间间隔测量法电压测量法过零检测法等但大都存在一些缺陷比如只能测量低频或中频信号在信号频率较高时输入失调电压和响应延迟时间这两个指标对相位差测量精度有很大影响因此迫切需要找到一种精度高测量相位差的方法我们采用两片鉴相器交替工作的方法使上述问题得到了较好的解决鉴相的原理分析,普通鉴相器的鉴相原理鉴相器是要精确测量出两输入信号的相位差的电路其原理图如图所示其基本原理是两路输入信为反相时号送到“异或门”进行逻辑异或运草异或的工作原理是当输入信号为同相时输出为低电平输出为高电平两路信号异或后的波形如图所示信号输入到异或门后经异或门逻辑运算后输出来的是两路信号相位差的占空比值而后我们将它进入滤波电路我们所采用的是任型电路较之简单的一滤波电路滤波更干净输出波形更平滑对于滤波电路中的取值要满足假定高频信号信号飞杖则只需要大于即可滤波输出信号图鉴相及低通滤波电路信号信号输出信号图,异或电路波形图的元件特性介绍〕公司生产的超高速鉴频是美国鉴相器可处理高达月史信号具有较高的相位稳定性特别是当用它对中频输入进行鉴相或鉴频时不会出现常规锁相环中常见的相位不确定现象无需预分频由于如图所示采用了特殊的设计是数字鉴相器在线性检测范围内消除了其他电路所存在的不稳定相位检测区采用正逻辑所示主要元件包括四个触发器一个异或门和一些输出逻辑电路的输入信号是脉冲串工作时的波形图如图输出正比于两个输入信号的相位差由图中可以发现两路信号在进入鉴相器之后当两方波加在前两个门上触发器起到了二分频的作用路信号输入相位差后两个触发器对信号相位差进行了相位差鉴别在这种情况下如果两度输出信号的占空比为工作在锁定状态输入信号来计算之间的任何相位关系都会引起输出信号占空比的变化必须说明的是随着频率的增加线性范围将会减小图典型的检测范围可用其突出优点是对死区予以移动好的线性“”所示是其输出特性曲线由图中可见在相差为一二前后区域内具有良只需对其中一个信号反相即可实现零相差前后的线性检测图鉴相器内部主要元件连线图信号信号信号上升下降输出处信号上升下降输出处直流平均值异或门输出图工作时的波形图‘,、、协脚身种嘴母公要份口样粼件︺﹃二犯眨丫重八石口场几扣仿日右万只八胡。。丁二唯色鑫二右石公】厂目芝了季尸日了八韶衍尹尹时图的输出特性