一種數(shù)字式的相位測(cè)量儀的制作方法
【技術(shù)領(lǐng)域】
[0001]本實(shí)用新型屬于電子技術(shù)領(lǐng)域，涉及一種數(shù)字式的相位測(cè)量裝置。
【背景技術(shù)】
[0002]近年來，隨著科學(xué)技術(shù)的發(fā)展，很多測(cè)量儀器逐漸向“智能儀器”和“自動(dòng)測(cè)試系統(tǒng)”發(fā)展，數(shù)字式相位測(cè)量儀是電子測(cè)量領(lǐng)域中的常用儀器，相位測(cè)量技術(shù)應(yīng)用于國防，科研和生產(chǎn)各個(gè)領(lǐng)域，對(duì)生活和科研方面都有重要的意義，比如電力線雙向工頻通信系統(tǒng)中收發(fā)端如有電壓相位差，造成信號(hào)接收時(shí)出現(xiàn)偏差會(huì)嚴(yán)重影響通信性能。所以我們對(duì)相位測(cè)量的要求也逐步向高精度，高智能的方向發(fā)展。傳統(tǒng)的儀表式例如用可變延長線法的AD-Y系列的測(cè)量儀的相位電路調(diào)試都比較困難，且傳統(tǒng)的模擬指針式儀表顯然不能滿足所需的精度要求。微機(jī)的普及恰恰可以解決這些問題，所以本系統(tǒng)使用中規(guī)模集成電路，單片機(jī)，鍵盤與顯示器來實(shí)現(xiàn)一個(gè)原理簡單，測(cè)量精度高，穩(wěn)定度好，測(cè)量結(jié)果能直接被顯示出來的相位測(cè)量頻率儀。
【實(shí)用新型內(nèi)容】
[0003]本實(shí)用新型針對(duì)現(xiàn)有技術(shù)中存在的問題提出一種能方便準(zhǔn)確測(cè)量同頻信號(hào)相位差的裝置，具體方案如下:
[0004]—種數(shù)字式相位測(cè)量儀，包括整形電路模塊、相位測(cè)量模塊、頻率測(cè)量模塊、鍵盤和顯示模塊。所述整形電路模塊，其特征在于電路包括兩個(gè)施密特觸發(fā)器，所述施密特觸發(fā)器由兩級(jí)CMOS相反器組成。所述相位測(cè)量模塊，其特征在于包括兩個(gè)RS觸發(fā)器以及單片機(jī)的AD采樣功能部分。所述頻率測(cè)量模塊，其特征在于包括C51單片機(jī)的兩個(gè)16位計(jì)數(shù)器，定時(shí)器以及算術(shù)邏輯運(yùn)算單元。
[0005]上述方案中，使用兩個(gè)由兩級(jí)CMOS相反器組成的施密特觸發(fā)器，對(duì)兩路信號(hào)進(jìn)行整形，即將同頻正弦波整形為方波，施密特觸發(fā)器在單門限電壓比較器的基礎(chǔ)上引入了正反饋網(wǎng)絡(luò)。由于正反饋的作用，它的門限電壓隨著輸出電壓Uo的變化而改變，因此提高了抗干擾能力。
[0006]所述的相位測(cè)量部分將兩列同頻方波信號(hào)接到雙穩(wěn)態(tài)觸發(fā)器(RS觸發(fā)器)的兩個(gè)觸發(fā)輸入端。第一列信號(hào)的脈沖到達(dá)時(shí)將輸出置1，第二列信號(hào)到達(dá)時(shí)將輸出置0，這樣就將相位差轉(zhuǎn)換為輸出信號(hào)的占空比。占空比從O?1，就對(duì)應(yīng)相位差從0°?360°。再將占空比整流，形成直流電壓，而電壓的大小就對(duì)應(yīng)著占空比的大小，即相位差的大小。用16位A/D對(duì)直流電壓采樣進(jìn)行數(shù)字顯示，這樣就將相位差以數(shù)字的形式顯示。由于將360°相位差進(jìn)行了 216分份，這就使得測(cè)量精度非常高，小于0.1°。
[0007]所述的C51單片機(jī)具有兩個(gè)16位的定時(shí)器/計(jì)數(shù)器Tl和T0，利用定時(shí)器TO通過控制功能測(cè)出周期，單片機(jī)的數(shù)據(jù)運(yùn)算能力可將周算能力可將周期換算成頻率，實(shí)現(xiàn)測(cè)量結(jié)果的等精度顯示。單片機(jī)的外部中斷功能可方便地實(shí)現(xiàn)閘門開關(guān)與被測(cè)信號(hào)的跳變沿同步。
[0008]與現(xiàn)有技術(shù)相比，本實(shí)用新型具有如下優(yōu)點(diǎn):
[0009]本實(shí)用新型的一種數(shù)字式的相位測(cè)量儀，利用單片機(jī)與兩種觸發(fā)器的高精度，高穩(wěn)定性測(cè)，液晶屏顯示高精度測(cè)量結(jié)果的特點(diǎn)，使測(cè)量儀有操作簡單，容易掌握的優(yōu)點(diǎn)。
【附圖說明】
[0010]圖1為本實(shí)用新型實(shí)施例的一種數(shù)字式相位測(cè)試儀總體結(jié)構(gòu)框圖；
[0011]圖2為本實(shí)用新型實(shí)施例的一種數(shù)字式相位測(cè)試儀整形電路圖；
[0012]圖3為本實(shí)用新型實(shí)施例的一種數(shù)字式相位測(cè)試儀相位測(cè)試部分電路圖；
[0013]圖4為本實(shí)用新型實(shí)施例的一種數(shù)字式相位測(cè)試儀單片機(jī)電路圖；
[0014]圖5為本實(shí)用新型實(shí)施例的一種數(shù)字式相位測(cè)試儀主程序流程圖；
[0015]圖6為本實(shí)用新型實(shí)施例的一種數(shù)字式相位測(cè)試儀相位測(cè)量模塊程序流程圖；
[0016]圖7為本實(shí)用新型實(shí)施例的一種數(shù)字式相位測(cè)試儀頻率測(cè)量模塊程序流程圖；
【具體實(shí)施方式】
[0017]下面結(jié)合附圖對(duì)本實(shí)用新型作進(jìn)一步詳細(xì)描述。以下結(jié)合附圖對(duì)本發(fā)明作進(jìn)一步詳細(xì)描述，以下實(shí)施例是本發(fā)明比較好的應(yīng)用形式，但以下實(shí)施例不應(yīng)看作是對(duì)本發(fā)明的限制。
[0018]如圖1所示為本實(shí)用新型實(shí)施例的一種數(shù)字式相位測(cè)量電路的示意圖，圖2為整形電路電路圖，接在圖2后的圖3是RS觸發(fā)器電路，圖4為單片機(jī)內(nèi)部電路。
[0019]上述結(jié)構(gòu)的一種數(shù)字式相位測(cè)量電路，開始時(shí)將兩列同頻工頻信號(hào)接入整形電路，信號(hào)由正弦信號(hào)整形為方波，經(jīng)過接入RS觸發(fā)器后，接入單片機(jī)，由程序控制16位AD測(cè)出相位，T0, Tl，算術(shù)塊得出頻率數(shù)據(jù)，最后傳至液晶屏顯示。
[0020]以上所述的【具體實(shí)施方式】對(duì)本實(shí)用新型的技術(shù)方案和有益效果進(jìn)行了詳細(xì)說明，應(yīng)理解的是以上所述僅為本實(shí)用新型的最優(yōu)選實(shí)施例，并不用于限制本實(shí)用新型，凡在本實(shí)用新型的原則范圍內(nèi)所做的任何修改、補(bǔ)充和等同替換等，均應(yīng)包含在本實(shí)用新型的保護(hù)范圍之內(nèi)。
【主權(quán)項(xiàng)】
1.一種數(shù)字式相位測(cè)量儀，包括整形電路模塊、相位測(cè)量模塊、頻率測(cè)量模塊、鍵盤和顯示模塊。所述整形電路模塊，其特征在于電路包括兩個(gè)施密特觸發(fā)器，所述施密特觸發(fā)器由兩級(jí)CMOS相反器組成。所述相位測(cè)量模塊，其特征在于包括兩個(gè)RS觸發(fā)器以及單片機(jī)的AD采樣功能部分。所述頻率測(cè)量模塊，其特征在于包括C51單片機(jī)的兩個(gè)16位計(jì)數(shù)器，定時(shí)器以及算術(shù)邏輯運(yùn)算單元。2.根據(jù)權(quán)利要求1所述的一種數(shù)字式相位測(cè)量儀，其特征在于:所述的整形電路模塊包括的施密特觸發(fā)器，將同頻的正弦電路整形成方波電路，且所述的施密特觸發(fā)器在單門限電壓比較器的基礎(chǔ)上引入了正反饋網(wǎng)絡(luò)。3.根據(jù)權(quán)利要求1所述的一種數(shù)字式相位測(cè)量儀，其特征在于:所述的相位測(cè)量模塊電路包括了 RS觸發(fā)器與單片機(jī)的16位A/D，所述的RS觸發(fā)器可以將信號(hào)相位差轉(zhuǎn)換為占空比，單片機(jī)16位A/D (8)可以取樣進(jìn)行數(shù)字顯示。4.根據(jù)權(quán)利要求1所述的一種數(shù)字式相位測(cè)量儀，其特征在于:所述的頻率測(cè)量模塊電路包括了單片機(jī)兩個(gè)16位的定時(shí)器/計(jì)數(shù)器Tl和TO與算術(shù)邏輯運(yùn)算單元，所述的16位的定位器/計(jì)數(shù)器Tl和TO可以測(cè)出兩列信號(hào)的周期，算術(shù)邏輯運(yùn)算單元可以將周期轉(zhuǎn)換為頻率。
【專利摘要】本實(shí)用新型公開了一種數(shù)字式相位測(cè)量儀，包括整形電路模塊、相位測(cè)量模塊、頻率測(cè)量模塊、鍵盤和顯示模塊。所述整形電路模塊，其特征在于電路包括兩個(gè)施密特觸發(fā)器。所述施密特觸發(fā)器由兩級(jí)CMOS相反器組成。所述相位測(cè)量模塊，其特征在于包括兩個(gè)RS觸發(fā)器以及單片機(jī)的AD采樣功能部分。所述頻率測(cè)量模塊，其特征在于包括C51單片機(jī)的兩個(gè)16位計(jì)數(shù)器，定時(shí)器以及算術(shù)邏輯運(yùn)算單元。
【IPC分類】G01R25/08
【公開號(hào)】CN204832345
【申請(qǐng)?zhí)枴緾N201520396929
【發(fā)明人】李永琪, 李勁松
【申請(qǐng)人】中國計(jì)量學(xué)院
【公開日】2015年12月2日
【申請(qǐng)日】2015年6月8日