[发明专利]基于单片机的微弱信号频率和相位自动检测系统及其检测方法

说明书

技术领域

本发明涉及信息检测控制技术，具体涉及一种基于单片机的微弱信号频率和相位自动检测系统及其检测方法。

背景技术

在电子技术中，频率是最基本的参数之一，因此频率的测量就显得尤为重要，而频率计则是一种专门对被测信号频率进行测量的电子测量仪器，

在电子技术中，频率和相位是最重要和最基本的参数，并且与许多电参量的测量方案、测量结果有十分密切的关系，因此信号的频率和相位测量系统和方法在计算机、通讯、科研等各个领域显得非常重要。

目前，常见的频率计大多由信号输入电路、信号处理电路和计数显示电路组成，这类频率计响应速度快、成本低。2010年，钱伟提出的发明专利(申请号：201010574470.0)，利用单片机结合放大电路获得了简易的频率计；2013年，王火明提出的发明专利(申请号：201310411422.3)，利用逻辑电路和定时器相结合的方法测量了信号的频率；2014年，胡天吉提出的发明专利(申请号：201410164401.0)，利用DSP芯片结合整形电路，设计了数字频率计；2015年2月王雪提出的发明专利(申请号：201510082488.1)，利用CPLD芯片做出了调制域频率计数器及其连续测频方法。

以上现有技术具有一定的使用价值，但是，这些系统的频带较窄，性能不稳定，且无法测量复杂多变信号的频率，而且在测量过程中多采用技术的方法不能准确的测量信号的波形，信号的整形不理想，不能同时测量信号的相位，因此，这些系统和方法的应用面较窄，限制其在电子测量中的应用。

发明内容

发明目的：本发明的目的在于解决现有技术存在的缺陷，提供过一种基于单片机的微弱信号频率和相位自动检测系统及其检测方法。

技术方案：本发明的一种基于单片机的微弱信号频率和相位自动检测系统，包括耦合器和电源模块；所述耦合器上依次连接有第一级放大电路、第二级放大电路、整形电路、分频电路和单片机系统，单片机系统的另一端分别连接有显示模块和存储模块；所述第一级放大电路上还串联有与第二级放大电路相并联的幅值检测电路，幅值检测电路的另一端连接于单片机系统；所述耦合器上还连接有相位检测电路，相位检测电路的另一端连接于单片机系统；所述电源模块为整个系统供电。

进一步的，所述单片机系统为DSP控制器、ARM控制器和普通单片机控制器中的任意一种；所述显示模块为液晶显示和LED显示中的任意一种。

进一步的，所述存储模块为动态随机存储器、静态存储器和同步动态随机存储器中的任意一种。

进一步的，所述电源模块为线性稳压电源。

进一步的，所述第一级放大电路包括第一放大器芯片、电源和若干电阻、电容；所述电阻R1的一端连接地线，另一端连接信号的输入端和第一放大器芯片的第一引脚；电阻R2的一端连接地线，另一端连接第一放大器芯片的第八引脚；第一放大器芯片的第三引脚通过电阻R4分别连接电阻R3和电阻R5，其中电阻R4的另一端连接单片机系统，电阻R5的另一端连接电源；第一放大器芯片的第五引脚连接电阻R6，电阻R6的另一端作为信号的输出端；第一放大器芯片的第六引脚连接电容C2，电容C2的另一端连接地线；第一放大器芯片的第七引脚连接电容C1，电容C1的另一端连接地线，同时，第一放大器芯片的第六、七引脚分别连接电源模块。

进一步的，所述幅值检测电路包括均方根直流转换芯片、电源和若干电阻、电容；所述电阻R7一端连接均方根直流转换芯片的第四引脚，电阻R7的另两端连接电源模块；均方根直流转换芯片的第六引脚连接电阻R8的一端，电阻R8另一端连接均方根直流转换芯片的第11引脚；均方根直流转换芯片的第12引脚和第13引脚分别通过电容C4和电容C3和地线连接，同时，均方根直流转换芯片的第12引脚和第13引脚分别连接电源模块；均方根直流转换芯片的第15引脚连接第一级放大电路的输出端，均方根直流转换芯片的第11引脚连接单片机系统。

进一步的，所述第二级放大电路包括第二放大器芯片、电源和若干电阻、电容；所述第一级放大电路的输出端通过电阻R9连接到第二放大器芯片的第二引脚；电阻R10一端连接地线，另一端连接第二放大器芯片的第三引脚；电容C7的一端连接地线，另一端连接第二放大器芯片的第四引脚，并与电源连接，同时，第二放大器芯片的第四引脚通过电容C8连接第二放大器芯片的第七引脚；第二放大器芯片的第六引脚通过电阻R11作为第二级放大电路的信号输出端。