低频数字式相位测量仪

1方案设计与论证

1．1移相网络设计方案 1.2相位测量仪设计方案2系统设计

2.1总体设计

设计报告

目录

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2.1.1系统框图 2.1.2模块说明

2.2各模块设计及参数计算

2.2.1移相网络设计及R、C参数设定 2.2.2相位测量仪设计 2.2.3软件系统

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3.结 论 4.参考文献 5．附录

系统设计图

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摘 要

本系统以单片机为核心，辅以必要的模拟电路，构成了一个基于具有高速处理能力的低频数字式相位测量仪。该系统由相位测量仪和移相网络组成；移相网络能够产生-45~45°相位差的两路信号；相位测量仪能够测量出具有

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0°~359°的两路信号的相位差，绝对误差小于2°，具有频率 测量及数字显示功能。经过实验测试，以上功能均可以准确实现。

关键字：单片机 移相 相位差 数字显示

1方案设计与论证

1．1移相网络设计方案

本设计的核心问题是信号的模拟移相程控问题，其中包括波形相位以及波形幅度的程控。在设计过程中，我们首先考虑了赛题中提供的方案。如图1-1所示：

V1

V

V2

图 1-1

该模拟电路主要采用高、低通电路的临界截止点来产生极值相位的偏移。当高、低通电路的截止频率等于输入信号频率时，根据其幅频特性，信号波形所产生的相位分别为45°和-45°，恰好满足赛题要求的连续相移范围-45°~45°的调节。由于高、低通电路在截止点时会产生幅度的衰减，故电路在后级加了放大电路，且采用了电压串联负反馈的方式提高了输入阻抗并降低了输出阻抗，电路最后还设计有调幅装置，能够很好地满足A、B输出的正弦信号峰—峰值可分别在0.3V—5V范围内变化。

综上所述，该移相网络能够满足赛题的所有要求，且电路设计简单、易行，故我们直接采用了这种方式来产生模拟的相移输出。

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