相位差的数字测量

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1、相位差的数字测量　　　　测量相位差的方法很多，主要有：用示波器测量；与标准移相器比较（零示法）；把相位差转换为电压来测量；把相位差转换为时间间隔来测量等。　　　　1．相位-电压转换法　　　　相位-电压转换式数字相位计的原理框图如图1（a）所示。其各点波形如图1（b）所示。u1和u2为频率相同、相位差的两个被测正弦信号，经限幅放大和脉冲整形后变成两个方波，再经微分得到两个对应被测信号负向过零瞬问的尖脉冲，鉴相器为非饱和型高速双稳态电路，被这两组负脉冲所触发，输出周期为T，宽度为Tx的方波，若方波幅度

2、为Ug，则用低通滤波器将方波中的基波和谐波分量全部滤除后，此方波的平均值即直流分量为　　　　　　（1）　　　　式中，T为被测信号的周期，t由两信号的相位差吼决定，即　　　　（a）原理　　　　（b）转换波形　　图1　相位-电压转换式数字相位计原理　　　　　　（2）　　　　将式（2）代入式（1）得相位差　　　　　（3）　　　　2．相位-时间转换法　　　　将上述相位-电压转换法中鉴相器的时间间隔Tx用计数法对它进行测量，便构成相位－时间转换式相位计，如图2所示。它与时间间隔的计数测量原理基本相同，若时标

3、脉冲周期为TC，则在Tx时间内的计数值为　　　　（4）　　　　（a）原理　　　　（b）转换波形　　图2　相位－时间转换式相位计原理图　　　　如果采用十进制计数器计数，而且时标脉冲周期TC与被测信号周期T满足以下关系式　　　　（4）　　　　式中，n为正整数。　　　　代入式（3）可得　　　　　（5）　　　　相对量化误差为　　　　　　（6）　　由式（4）可知，时标脉冲频率与被测信号频率fx的关系为　　　　（7）　　　　由上式可见，由于时标频率不允许太高，所以计数式相位计只能用于测量低频率信号的相位差，而

4、且要求测量精度越高（即n越大），能测量的频率fx越低。此外，由上式还可见，当被测信号频率fx改变时，时标脉冲频率也必须按式（7）相应改变。这些是计数式相位计的缺点。