[实用新型]一种基于多周期平均的相位差测量装置

说明书

技术领域

本实用新型属于时频测量技术领域，尤其涉及一种基于多周期平均的相位差测量装置。

背景技术

目前，相位测量技术是重要的信号检测技术之一，广泛的被应用于各个领域，如测量、电力、航空航天、通信等。相位测量技术可以避免在一般电路中发生的谐振，还可以在电力系统中减少系统能量传输效率下降，保证系统稳定，甚至在通讯方面保护信号不失真。

现有的相位测量方法，为了适用于高频信号间的相位差测量，多采用FPGA或者高速ADC芯片作为处理芯片，系统相对复杂，成本高。本发明提出的相位测量系统，面向于低频信号间的相位差测量，由单片机和简单的逻辑器件组成，结构简单，成本低廉，利用多周期测量去平均值的处理方法，有效地减小了测量中存在的误差，在低频信号的相位差测量中有着很好的应用效果。

发明内容

针对现有技术存在的问题，本实用新型提供了一种基于多周期平均的相位差测量装置。

本实用新型是这样实现的，一种基于多周期平均的相位差测量装置，所述基于多周期平均的相位差测量装置包括：

用于将输入的正弦信号整形为方波信号的信号放大整形模块；

用于相位差信号取出、高频窄脉冲生成及脉冲填充计数的取相位差及窄脉冲计数模块；

用于通过内部的定时器完成参考闸门的产生、计数值接收、相位差计算以及显示控制的单片机；

用于显示计算结果的LCD显示模块。

进一步，所述基于多周期平均的相位差测量装置的电路连接如下：输入的比对信号f_x1连接到NE5532的3引脚，2引脚接地，1引脚的连接至5引脚，6引脚LM393的3引脚接NE5532的7引脚接，2引脚接地，1引脚为整形输出；f_x2同理，连接NE5532的7引脚连接LM393的5引脚，6引脚接地，7引脚为其整形输出；异或门74LS86输入接LM393的1引脚和7引脚；与门74LS00的输入接晶振信号和74LS86的输出，输出作为主门A；单片机的输出1S的参考门时，作为D触发器74HC74的输入D1，LM393的1引脚连接至74HC74的CLK1，输出为Q1；定时器8254的GATE0和GATE1均连接74HC74的Q1，CLK0接74LS00的输出，CLK1接晶振信号，输出为D0～D7；单片机的P1.0～P1.7连接8254的D0～D7，P2.0～P2.4分别接8254的WR、RD、CS、A1和A0；1602LCD的RS连接单片机P2.7，RW接P2.6，EN接P2.5，数据引脚D0～D7接P0.0～P0.7。

本实用新型的优点及积极效果为：该设计利用单片机和简单数字逻辑器件构成，结构简单，可靠性高，成本低。同时，利用多个周期的测量结果取平均，有效的减小了计数过程中±1的计数误差带来的影响，提高了测量精度，对于低频信号间的相位差测量有着很好的应用效果。

附图说明

图1是本实用新型实施例提供的基于多周期平均的相位差测量装置结构示意图。图1中：1、信号放大整形模块；2、取相位差及窄脉冲计数模块；3、单片机；4、LCD显示模块。

图2是本实用新型实施例提供的输入信号整形放大电路图。

图3是本实用新型实施例提供的取相位差信号、高频窄脉冲生成及脉冲计数电路图。

图4是本实用新型实施例提供的基于多周期平均的相位差测量装置波形示意图。

图5是本实用新型实施例提供的基于多周期平均的相位差测量装置波形示意图。

具体实施方式

为能进一步了解本实用新型的发明内容、特点及功效，兹例举以下实施例，并配合附图详细说明如下。

下面结合附图对本实用新型的结构作详细的描述。

如图1所示，本实用新型实施例提供的基于多周期平均的相位差测量装置包括：信号放大整形模块1、取相位差及窄脉冲计数模块2、AT89S52单片机3、LCD显示模块4。

用于将输入的正弦信号整形为方波信号的信号放大整形模块1；通过NE5532组成电压跟随器，再通过NE5532完成信号的10倍放大，最后在通过LM393比较器去除信号的负半周，得到占空比50％的同频方波，电路如图2；