[实用新型]一种同频周期信号相位差的测试系统

说明书

本实用新型公开一种同频周期信号相位差的测试系统及方法，该系统包括信号调理模块、采样模块、控制模块、D/A转换模块、差分信号模块、输入输出模块，信号调理模块的输入端用于接收输入信号，信号调理模块的输出端通过采样模块连接至控制模块，控制模块同步输出输入信号的采样值至D/A转换模块，D/A转换模块同步输出两路模拟信号至差分信号模块，差分信号模块输出两路差分信号至采样模块，控制模块读取采样模块采集的两路差分信号的采样值，并输出相位差计算结果至输入输出模块。本实用新型可以简单、准确地获得高精度的相位差测量结果。

【技术领域】

本实用新型涉及信号分析与处理技术领域，具体的，涉及一种同频周期信号相位差的测试系统。

【背景技术】

相位差是工业测控领域经常需要测试的参数，其在信号分析、电路参数调试、工业自动化控制、电力电子技术中都有广泛的应用。传统常见的相位测试方法有过零测试法，谐波分析法。

过零检测法通过检测过零点的时间差，从而得到相位差，该方法需要锁定过零点，存在精度不高、易受干扰造成测量不准的问题。

谐波分析法通过对输人信号进行A/D采样，然后对采样后的离散序列进行FFT运算，可获得所有谐波分量点的值，FFT计算的每个点可以用复数a+bi表示，这个点的相位再将获得相位相减即可的相位差，同样谐波分析法受A/D的量化误差等影响，存在精度不高的问题。

【实用新型内容】

本实用新型的主要目的是提供一种可以简单、准确地测量相位差的同频周期信号相位差的测试系统。

为了实现上述的主要目的，本实用新型提供的一种同频周期信号相位差的测试系统包括信号调理模块、采样模块、控制模块、D/A转换模块、差分信号模块、输入输出模块，所述信号调理模块的输入端用于接收输入信号sig1、sig2，所述信号调理模块的输出端通过所述采样模块连接至所述控制模块，所述控制模块同步输出输入信号sig1、sig2的采样值至所述 D/A转换模块，所述D/A转换模块同步输出两路模拟信号至所述差分信号模块，所述差分信号模块输出两路差分信号至所述采样模块，所述控制模块读取所述采样模块采集的两路差分信号的采样值，并输出相位差计算结果至所述输入输出模块。

进一步的方案是，所述测试系统还包括同步信号产生模块，所述同步信号产生模块的输入端用于检测输入信号sig1、sig2的频率信号，并产生采样同步信号输出以驱动采样模块对输入的信号进行同步采样。

更进一步的方案是，所述同步信号产生模块包括信号整形电路以及锁相环电路，所述信号整形电路的输入端接收输入信号sig1、sig2的频率信号，所述信号整形电路的输出端与所述锁相环电路的输入端电连接，所述锁相环电路的输出端输出所述采样同步信号。

更进一步的方案是，所述差分信号模块包括第一增益自动调节单元、第二增益自动调节单元、第三增益自动调节单元、第四增益自动调节单元，第一所述增益自动调节单元的正输入端与所述D/A转换模块的第一路输出连接，第二所述增益自动调节单元的正输入端与所述D/A转换模块的第二路输出连接，第三所述增益自动调节单元的正输入端与所述D/A转换模块的第二路输出连接，第一所述增益自动调节单元的输出端与第四所述增益自动调节单元的正输入端连接，第二所述增益自动调节单元的输出端与第四所述增益自动调节单元的负输入端连接，第四所述增益自动调节单元的输出端与所述采样模块的信号采集端连接。

更进一步的方案是，所述增益自动调节单元包括两个信号钳位保护电路、可编程增益仪器放大器，第一个所述信号钳位保护电路的输入端作为所述增益自动调节单元的正输入端，第二个所述信号钳位保护电路的输入端作为所述增益自动调节单元的负输入端，第一个所述信号钳位保护电路、第二个所述信号钳位保护电路的输出端均与所述可编程增益仪器放大器的输入端电连接，所述可编程增益仪器放大器的输出端作为所述增益自动调节单元的输出端。