1、學(xué)生電子設(shè)計(jì)與制作講座學(xué)生電子設(shè)計(jì)與制作講座簡易數(shù)字音頻相位表的設(shè)計(jì)與實(shí)現(xiàn)簡易數(shù)字音頻相位表的設(shè)計(jì)與實(shí)現(xiàn) 方案討論方案討論數(shù)字音頻相位表的設(shè)計(jì)與實(shí)現(xiàn)數(shù)字音頻相位表的設(shè)計(jì)與實(shí)現(xiàn)q簡介簡介q設(shè)計(jì)要求設(shè)計(jì)要求q系統(tǒng)需求和解決方案計(jì)劃系統(tǒng)需求和解決方案計(jì)劃q設(shè)計(jì)方框圖設(shè)計(jì)方框圖簡介簡介 相位是描述交流信號的三要素之相位是描述交流信號的三要素之一。相位差的測量是研究信號、網(wǎng)絡(luò)一。相位差的測量是研究信號、網(wǎng)絡(luò)特性的不可缺少的重要方面。特性的不可缺少的重要方面。 相位測量儀就是測量兩個(gè)同頻正相位測量儀就是測量兩個(gè)同頻正弦電量之間相位差的儀器，是在工業(yè)弦電量之間相位差的儀器，是在工業(yè)及科研領(lǐng)域中常用的一般測量

2、儀器。及科研領(lǐng)域中常用的一般測量儀器。設(shè)計(jì)要求設(shè)計(jì)要求 設(shè)計(jì)并實(shí)現(xiàn)一個(gè)可以測量兩個(gè)同頻正弦信號設(shè)計(jì)并實(shí)現(xiàn)一個(gè)可以測量兩個(gè)同頻正弦信號之間相位差的簡單儀表，具體要求如下。之間相位差的簡單儀表，具體要求如下。 q供電電源電壓：穩(wěn)定的直流供電電源電壓：穩(wěn)定的直流+5Vq工作頻率范圍：工作頻率范圍：20Hz20kHzq輸入電壓范圍：輸入電壓范圍：200mVpp200Vppq通道輸入電阻：不小于通道輸入電阻：不小于100kq相位測量范圍：相位測量范圍：360q相位測量誤差：不大于相位測量誤差：不大于3q測量結(jié)果數(shù)字顯示，顯示分辨率測量結(jié)果數(shù)字顯示，顯示分辨率1自由討論時(shí)間自由討論時(shí)間提出提出解決解決方案

3、方案討論討論設(shè)計(jì)設(shè)計(jì)方案方案分析分析設(shè)計(jì)設(shè)計(jì)要求要求設(shè)計(jì)要求分析設(shè)計(jì)要求分析( )sin()AAAutUt( )sin()BBButUt解決思路？基本問題基本問題: :q波形正弦q頻率相同q振幅可能不同q目標(biāo)測出相位差測量相位差的方法測量相位差的方法n示波器測量示波器測量n截距法截距法n李沙育圖形法李沙育圖形法n與標(biāo)準(zhǔn)移相器比較與標(biāo)準(zhǔn)移相器比較( (零示法零示法) )n把相位差轉(zhuǎn)換為時(shí)間間隔來測量把相位差轉(zhuǎn)換為時(shí)間間隔來測量n把相位差轉(zhuǎn)換為電壓來測量把相位差轉(zhuǎn)換為電壓來測量解決方案解決方案( )sin()AAAutUt( )sin()BBButUteAB360eT對對uA與與uB進(jìn)行放進(jìn)行放大

4、和整形，得到大和整形，得到uA與與uBuA與與uB經(jīng)過經(jīng)過鑒相鑒相，得到得到uC360( )eCmutU解決方案解決方案360eT( )CmutUT360( )eCmutU若若Um近似為近似為5V，并且用，并且用3.60V代表相位差為代表相位差為360那么近似地取那么近似地取 k=3.60/5，就有：，就有：( )eCk ut( )Ck ut把相位差轉(zhuǎn)換為電壓來測量！把相位差轉(zhuǎn)換為電壓來測量！系統(tǒng)組成系統(tǒng)組成按照把相位差轉(zhuǎn)換為電壓來測量的方案，我們的設(shè)計(jì)需要下面按照把相位差轉(zhuǎn)換為電壓來測量的方案，我們的設(shè)計(jì)需要下面這些主要組成部分：這些主要組成部分： n可以把正弦波轉(zhuǎn)換成高低電平方波的整形電路

5、可以把正弦波轉(zhuǎn)換成高低電平方波的整形電路n輸入偶合電路、限幅保護(hù)電路、放大和整形電路輸入偶合電路、限幅保護(hù)電路、放大和整形電路n鑒相器電路鑒相器電路n哪種鑒相器：模擬鑒相器？異或門？邊沿鑒相器？哪種鑒相器：模擬鑒相器？異或門？邊沿鑒相器？n低通濾波器？低通濾波器？n分壓調(diào)節(jié)電路分壓調(diào)節(jié)電路n可以測量可以測量直流電壓直流電壓(平均值電壓平均值電壓)的數(shù)字電壓表的數(shù)字電壓表原理框圖原理框圖( )sin()AAAutUt( )sin()BBButUt( )eABCk ut小復(fù)習(xí)小復(fù)習(xí)函數(shù)函數(shù)f(x) 的平均值為的平均值為: :00001( )lim( )xxf xf x dxx周期為周期為T的函數(shù)的函數(shù) fT(x) 的平均值為的平均值為:01( )( )TTTfxfx dxT00001( )lim( )xTTxfxfx dxx00001( )xTfx dxxTx，其其中中DVM采用雙積分型采用雙積