基于DFT的数字相位计设计.pdfVIP

学兔兔 《自动化与仪器仪表)2o15年2期(总第184期) 基于DFT的数字相位计设计 张 强，葛颖森，黄永升 (东南大学 江苏南京，210096) 摘 要：首先提出了相位差测量的应用场合、测量意义及常见测量方法。继而重点就数字测量方法进行讨论，分析了模 拟信号的相位差在离散傅里叶变换之后的表达形式，给出了信号频谱不发生泄露的条件。接着针对测量原理，提出了硬件设 计方案，分析了硬件电路的设计依据及系统工作原理，同时给出了软件的设计方案并阐述其工作流程。最后对算法进行了仿 真，验证了DFT法测量相位差的可行性及其相比于模拟法的优势。 关键词：相位差；DFT；频谱泄露；倍频电路；DSP DOI编码：10．14016~．cnki．1001-9227．2015．02．033 Abstract：Firstly,propose the application，significance and common method of phase difference measurement．Then focus On the discussion of the digital measurement methods，analyzed the expression of the phase difference of the analog signal after the dis- crete Fourier transform，and the conditions that the signal spectrum leakage does not occur．According to the measurement theory, propose the hardware design of the measurement system，introduce how the circuits function，also gives the software design and elaborate its workflow．Finally,simulate the measurement algorithm to verify the feasibility and advantages of DFT method to mea- sure the phase difference compared to the simulation method． Key words：Phase difference；DFT；Spectrum leakage；Frequency multiplier circuit；DSP 中图分类号：TM5 文献标识码：B 文章编号：1001-9227(2015)02-0033-03 0 引 言 其中 为初相角，wt+ 是相位角，通常称为相位。 在电工、电子等领域，经常遇到需要对两路同频正弦信号 设 t)、 2(t)分别为两路同频信号Ul(t)、 2(t)的相 的相位差进行测量的情况。比如在仪器行业需要利用相位差进 位，则二者的相位差为 行阻抗分析；在自动化行业，需要利用相位差进行伺服控制； (t)=妒 t)一 2(t)=(tot+ )一(tot+ )= 一 (2) 在电力行业，利用相位差进行工频与变频信号的切换控制。在 由式(2)，同频信号的相位差即信号的初相位之差。 近几十年中，对相位差的测量也在实践应用中不断的发展。传 在相位测量中，我们选定一个信号为参考信号，设它的初 统的相位测量方法多为模拟法、即利用阻容等基本分离器件结 相角为零，再进行被测信