[发明专利]一种相位测量系统及方法

权利要求书

1.一种相位测量系统，其特征在于，采用双通道结构，两个被测信号分别进入到各自通道同时完成时间间隔测量及周期测量，进而完成相位测量；

通过电平转换电路将两个被测信号转化为PECL电平信号，利用闸门同步电路对两个被测信号的上升沿进行同步提取，提取出两个同步闸门信号；

FPGA对产生的两个同步闸门信号的电平进行监测，当监测到两个同步闸门信号的电平均被拉高后，利用第一同步闸门信号作为计数器使能信号，对输入信号进行计数；

计数完成后FPGA产生一个复位信号，用于对闸门同步电路进行复位，同时将两个通道的同步闸门信号的电平进行拉低，得到两个通道新的同步闸门信号；

FPGA对新的同步闸门信号电平进行时间计数及TDC内插补偿，得到两个同步闸门信号的宽度数据；

将两路同步闸门信号进行减法运算后得到两个被测信号的时间间隔数据；同时利用第一同步闸门信号电平对输入信号进行事件计数，得到输入信号在第一同步闸门信号电平高期间的周期个数N，利用同步闸门信号电平的宽度数据除以N得到信号的周期值；

利用公式

得到两个被测信号间的相位信息。

2.如权利要求1所述的一种相位测量系统，其特征在于，

所述电平转换电路采用ADCMP582BCPZ芯片，将输入信号转化为PECL电平信号。

3.如权利要求1所述的一种相位测量系统，其特征在于，

所述闸门同步电路利用带复位端的D触发器，将转换为PECL电平的输入信号与原始闸门信号进行同步。

4.一种相位测量方法，其特征在于，相位测量过程中，同时得到两个信号之间的时间间隔信息和信号的周期信息；

首先，通过电平转换电路将被测信号转化为PECL电平信号；

然后，利用闸门同步电路对被测信号的上升沿进行同步提取，提取出两个同步闸门信号；

同步后的同步闸门信号均输入到FPGA中，FPGA实时检测两路闸门信号的电平，当检测到两路同步闸门信号均为高电平时，启动计数单元，以第一同步闸门信号作为计数器使能信号，对输入信号进行计数；

计数完成后，FPGA生成一个复位信号，同时对两个通道的闸门同步电路进行复位，从而产生两个新的同步闸门信号；

对两个新的同步闸门信号分别进行时间计数以及TDC内插补偿，得到两个同步闸门信号的宽度分别为T1和T2，对两个同步闸门信号进行减法运算，得到两个被测信号的时间间隔值Δt＝T₁-T₂；

第一同步闸门信号的宽度刚好包含整数N个被测信号的周期，故被测信号的周期由T＝T1/N得到；

接下来，利用公式

得到两个被测信号间的相位信息。

5.如权利要求4所述的一种相位测量方法，其特征在于，

两个同步闸门信号起始端分别与两个被测信号的上升沿同步，终止端完全同步，这样两个同步闸门信号包含了两个被测信号的时间间隔信息，第一同步闸门信号中还包含了被测信号的周期信息。

6.如权利要求4所述的一种相位测量方法，其特征在于，

根据T1和T2之间的数据大小，得到两个被测信号间相位的正负关系。