專利名稱：抗噪聲低頻精密相位差計(jì)的制作方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本實(shí)用新型涉及一種抗噪聲低頻精密相位差計(jì)。
背景技術(shù)：
在傳感器精密相位標(biāo)定和傳感器精密相位配對(duì)工作中，兩路信號(hào)的混雜噪聲和振幅差別影響測(cè)量精度?，F(xiàn)有低頻相位差測(cè)量?jī)x對(duì)兩路正弦低頻信號(hào)進(jìn)行相位比較測(cè)量時(shí)，先用電壓比較器對(duì)兩路輸入信號(hào)進(jìn)行整形，變成兩個(gè)方波，再用邊沿比較法或異或門得到代表相位差的脈沖信號(hào)，然后用這個(gè)代表相位差的脈沖信號(hào)控制計(jì)數(shù)器閘門得到數(shù)字信號(hào)，或者時(shí)間平均后得到模擬信號(hào)。當(dāng)傳感器輸出的信號(hào)噪聲比相當(dāng)大時(shí)，精密相位測(cè)量比較容易實(shí)現(xiàn)；但當(dāng)傳感器輸出的信號(hào)噪聲比相當(dāng)小時(shí)，現(xiàn)有低頻相位差測(cè)量?jī)x器產(chǎn)生較大的測(cè)量誤差。
實(shí)用新型內(nèi)容本實(shí)用新型的發(fā)明目的是彌補(bǔ)現(xiàn)有低頻正弦信號(hào)相位差測(cè)量?jī)x器的缺陷，提供一種能夠有效減小輸入信號(hào)中的噪聲所產(chǎn)生的測(cè)量誤差的抗噪聲低頻精密相位差計(jì)。
本實(shí)用新型抗噪聲低頻精密相位差計(jì)，由輸入信號(hào)整形電路、參考信號(hào)發(fā)生電路、兩個(gè)異或門相位比較電路、模擬減法暨時(shí)間平均電路和數(shù)字顯示表構(gòu)成。由輸入信號(hào)整形電路把兩路輸入信號(hào)整形輸出方波，送到參考信號(hào)發(fā)生器合成參考信號(hào)，兩個(gè)整形方波和參考信號(hào)送到異或門相位比較器輸出兩個(gè)相位差信號(hào)，再送到另一異或門相位比較器輸出相位差絕對(duì)值信號(hào)，兩個(gè)整形方波和相位差絕對(duì)值信號(hào)送到與門符號(hào)比較器，分正負(fù)兩路輸出，然后送到模擬減法時(shí)間平均器輸出帶符號(hào)的相位差信號(hào)，最后送到通用四位半數(shù)碼顯示器。輸入信號(hào)整形后先使用參考信號(hào)發(fā)生器從兩路輸入信號(hào)中合成一個(gè)參考信號(hào)，兩路輸入信號(hào)分別與參考信號(hào)比較相位，得到兩個(gè)相位差信號(hào)，兩個(gè)相位差信號(hào)異或門相位比較得到輸入信號(hào)相位差的絕對(duì)值，與門符號(hào)比較器連接模擬減法器得到帶符號(hào)的相位差信號(hào)，時(shí)間平均消除噪聲和直流電壓失調(diào)的影響。
本實(shí)用新型抗噪聲低頻精密相位差計(jì)，設(shè)計(jì)兩路輸入信號(hào)分別與參考信號(hào)比較相位，參考信號(hào)比兩路輸入信號(hào)相位平均值滯后很多，得到兩個(gè)相位差信號(hào)，再用模擬減法器得到兩個(gè)相位差信號(hào)的差值，也就是原始信號(hào)的相位差，有效減小了兩路輸入信號(hào)中的噪聲在相位比較器中互相調(diào)制后產(chǎn)生測(cè)量誤差。


圖1、為本實(shí)用新型抗噪聲低頻精密相位差計(jì)結(jié)構(gòu)框圖；圖2、為抗噪聲低頻精密相位計(jì)內(nèi)部主要電壓波形；圖3、為抗噪聲低頻精密相位計(jì)的電路原理圖。
具體實(shí)施方式
實(shí)施例如附圖1所示，本實(shí)用新型抗噪聲低頻精密相位差計(jì)，由輸入信號(hào)整形電路、參考信號(hào)發(fā)生電路、兩個(gè)異或門相位比較電路、模擬減法暨時(shí)間平均電路和數(shù)字顯示表構(gòu)成。由輸入信號(hào)整形電路把兩路輸入信號(hào)整形輸出方波，送到參考信號(hào)發(fā)生器合成參考信號(hào)，兩個(gè)整形方波和參考信號(hào)送到第一個(gè)異或門相位比較器輸出兩個(gè)相位差信號(hào)，再送到另一異或門相位比較器輸出相位差絕對(duì)值信號(hào)，兩個(gè)整形方波和相位差絕對(duì)值信號(hào)送到與門符號(hào)比較器，分正負(fù)兩路輸出，然后送到模擬減法時(shí)間平均器輸出帶符號(hào)的相位差信號(hào)，最后送到通用四位半數(shù)碼顯示器。
兩路輸入信號(hào)U1a和U2a經(jīng)過輸入信號(hào)整形電路輸出的方波U1d和U2d，波形如附圖2所示(輸入信號(hào)U1a相位比U2a超前36°)，圖中單向箭頭D1和D2表示直流失調(diào)電壓產(chǎn)生的脈沖邊沿的移動(dòng)，前沿和后沿的移動(dòng)方向相反；圖中雙向箭頭N1a、N1b、N2a、N2b等表示脈沖邊沿的隨機(jī)移動(dòng)(信號(hào)噪聲比相當(dāng)小時(shí)，前沿或后沿附近會(huì)有隨機(jī)附加脈沖)。U1d和U2d送到參考信號(hào)發(fā)生器(含加法、積分移相、限幅放大、電壓比較)，輸出的參考信號(hào)U3d，相位比U1d和U2d的相位平均值滯后90°左右，波形如附圖2所示。
U1d和U3d送到第一個(gè)異或門相位比較輸出相位差信號(hào)U13p，U2d和U3d送到第一個(gè)異或門相位比較輸出相位差信號(hào)U23p，波形如附圖2所示。兩路相位差信號(hào)U13p和U23p送到第二個(gè)異或門相位比較輸出相位差信號(hào)U12p，波形如附圖2所示，在信號(hào)的一個(gè)周期里產(chǎn)生兩個(gè)相位差脈沖，圖中單向箭頭D1和D2表示直流失調(diào)電壓引起一個(gè)相位差脈沖變寬的同時(shí)另一個(gè)相位差脈沖變窄，不影響測(cè)量精度，圖中雙向箭頭N1a、N1b、N2a、N2b等脈沖邊沿的隨機(jī)移動(dòng)，它們的影響在后級(jí)電路時(shí)間平均里消除。
第二個(gè)異或門相位比較輸出的相位差信號(hào)U12p只是兩路輸入信號(hào)U1a和U2a相位差的絕對(duì)值，送到與門符號(hào)比較器分別與U1d和U2d相與，與門符號(hào)比較器有兩路輸出，當(dāng)U1d超前U2d時(shí)U12p從與門符號(hào)比較器的一路輸出，當(dāng)U1d滯后U2d時(shí)U12p從與門符號(hào)比較器的另一路輸出；與門符號(hào)比較器的兩路輸出連接模擬減法器，時(shí)間平均后得到帶符號(hào)的相位差信號(hào)<U12p>，送往通用四位半數(shù)碼顯示器。
U1d和U3d送到異或門相位比較1輸出相位差信號(hào)U13p，U2d和U3d送到第一個(gè)異或門相位比較U23p，波形如附圖2所示。兩路相位差信號(hào)U13p和U23p送到異或門相位比較2輸出相位差信號(hào)U12p，波形如附圖2所示，在信號(hào)的一個(gè)周期里產(chǎn)生兩個(gè)相位差脈沖，圖中單向箭頭D1和D2表示直流失調(diào)電壓引起一個(gè)相位差脈沖變寬的同時(shí)另一個(gè)相位差脈沖變窄，不影響測(cè)量精度，圖中雙向箭頭N1a、N1b、N2a、N2b等脈沖邊沿的隨機(jī)移動(dòng)，它們的影響在后級(jí)電路時(shí)間平均里消除。
第二個(gè)異或門相位比較輸出的相位差信號(hào)U12p只是兩路輸入信號(hào)U1a和U2a相位差的，送到與門符號(hào)比較器分別與U1d和U2d相與，與門符號(hào)比較器有兩路輸出，當(dāng)U1d超前U2d時(shí)U12p從與門符號(hào)比較器的一路輸出，當(dāng)U1d滯后U2d時(shí)U12p從與門符號(hào)比較器的另一路輸出；與門符號(hào)比較器的兩路輸出連接模擬減法器，時(shí)間平均后得到帶符號(hào)的相位差信號(hào)<U12p>，送往通用四位半數(shù)碼顯示器。
權(quán)利要求1.一種抗噪聲低頻精密相位差計(jì)，由輸入信號(hào)整形電路、參考信號(hào)發(fā)生電路、兩個(gè)異或門相位比較電路、模擬減法暨時(shí)間平均電路和數(shù)字顯示表構(gòu)成，其特征在于由輸入信號(hào)整形電路把兩路輸入信號(hào)整形輸出方波，送到參考信號(hào)發(fā)生器合成參考信號(hào)，兩個(gè)整形方波和參考信號(hào)送到第一個(gè)異或門相位比較器輸出兩個(gè)相位差信號(hào)，再送到第二個(gè)異或門相位比較器輸出相位差絕對(duì)值信號(hào)，兩個(gè)整形方波和相位差絕對(duì)值信號(hào)送到與門符號(hào)比較器，分正負(fù)兩路輸出，然后送到模擬減法時(shí)間平均器輸出帶符號(hào)的相位差信號(hào)，最后送到通用四位半數(shù)碼顯示器。
2.根據(jù)權(quán)利要求1所述的抗噪聲低頻精密相位差計(jì)，其特征是參考信號(hào)相位比輸入信號(hào)的相位平均值滯后90°。
3.根據(jù)權(quán)利要求1所述的抗噪聲低頻精密相位差計(jì)，其特征是使用開關(guān)控制一路門電平，使一路信號(hào)倒相，擴(kuò)大測(cè)量范圍。
專利摘要本實(shí)用新型公開了一種抗噪聲低頻精密相位差計(jì)，由輸入信號(hào)整形電路、參考信號(hào)發(fā)生電路、兩個(gè)異或門相位比較電路、模擬減法暨時(shí)間平均電路和數(shù)字顯示表構(gòu)成。由輸入信號(hào)整形電路把兩路輸入信號(hào)整形輸出方波，送到參考信號(hào)發(fā)生器合成參考信號(hào)，兩個(gè)整形方波和參考信號(hào)送到第一個(gè)異或門相位比較器輸出兩個(gè)相位差信號(hào)，再送到第二個(gè)異或門相位比較器輸出相位差絕對(duì)值信號(hào)，兩個(gè)整形方波和相位差絕對(duì)值信號(hào)送到與門符號(hào)比較器，分正負(fù)兩路輸出，然后送到模擬減法時(shí)間平均器輸出帶符號(hào)的相位差信號(hào)，最后送到通用四位半數(shù)碼顯示器。可以有效減小兩路輸入信號(hào)中的噪聲在相位比較器中互相調(diào)制后產(chǎn)生測(cè)量誤差。
文檔編號(hào)G01R25/00GK2773697SQ200420054779
公開日2006年4月19日 申請(qǐng)日期2004年12月29日 優(yōu)先權(quán)日2004年12月29日
發(fā)明者陳繼康 申請(qǐng)人:南京師范大學(xué)