相位检测仪误差处理浅析
摘要：对正弦信号的相位检测是测量工程的重要环节。本文讨论了利用模拟相乘法进行相位检测的原理，对实际信号处理流程和测量误差进行了分析，并进行了仿真研究，使得测量分辨率精确到0.5°，结果表明：模拟相乘法从实时性、检测精度和抑制噪声能力等方面都优于其他常规方法。
关键词：检测 误差 分析
1 概述
随着相位测量技术广泛应用于国防、科研、生产、医疗等各个领域，对相位测量的要求也逐步向高精度、高智能化方向发展，在高频范围内，相位测量在医疗部门有着尤其重要的意义，对于高频相位的测量，用传统的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，高精度的测量分辨率以及直观化的特点得到越来越广泛的应用。为实现相位的精确测量，在此提出一种新的测量方法：模拟相乘法（差量相位检测），首先对两路信号相乘来得到两者的相差，然后通过滤波，等相关处理最后得到相差与电压的一组关系，用电压来表征相差的大小，实现对相位的高精度检测。以下论证此种相位检测方法。
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2 测试方法
硬件模块测试：系统本身由五个独立的模块构成，所以分五部分进行调试，首先对移相网络，调整R和C的值，以此来对输出波形的相位进行调整。对于乘法电路，我们主要测试三点，确保差分输入电压低于AD834的限定电压，避免系统出现失真；为有效抑制输入直接耦合到输出的直通分量，在输出端采用RC耦合方式；最后应注意在-VS与电源负极串接一个电阻，用来消除R/C产生的自激振荡。通过设置时钟信号确保滤波电路达到1HZ的截止频率。时钟电路，选择合适的RA和RB值，并改变RW的位置，使输出为一占空比q=1的100HZ方波信号，最后，我们将所得到的方波信号送入示波器测试并计算出信号频率，使其为100HZ。对于运放电路，我们分别对两级进行测量，对第一级，我们将信号发生器产生的正弦波分为两路，一路直接送入示波器的X通道，另一路经过一级运放后再送入示波器的Y通道，我们同时观察两路信号，并计算出Y通道信号的电压幅值，通过调整Rf和R1的值，以此来获得100倍的电压增益。第二级的测试方法与其相同，得到50倍的电压增益。级联后就得到了5000倍的电压增益。先进行模块测试程序的调试，待全部通过之后将所有的模块串接起来进行整体调试。最后，把产生的有相位差的两路信号接入相位测试电路系统进行相位差的测量。我们将得到一组相差与电压的一一对应关系，把相差转化成了可识别的电压...
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