一種相頻特性檢測器及檢測相頻特性的方法
【技術領域】
[0001] 本發明涉及被測網絡的頻率特性測量領域，具體涉及一種相頻特性檢測器及檢測 相頻特性的方法。
【背景技術】
[0002] 在雷達技術、通信技術等領域經常需要檢測被測網絡的頻率特性，如測量濾波器、 放大器、高頻調諧器、雙工器與天線的頻率特性。
[0003] 頻率特性包括幅頻特性與相頻特性。目前市場上國外頻率特性測試儀或掃頻儀產 品大都集中在技術含量高與利潤率高的射頻和微波頻段，中低頻的產品比較少，并且大都 價格昂貴，國內廠商生產的中低頻數字掃頻儀價格也較高并且大多不具備相位檢測功能或 者相位檢測精度較差。
[0004]目前應用在中頻場合且容易實現的相位檢測法有過零比較法與調制法，其中調制 法又稱乘法器法，它是將兩個同頻率的正弦信號通過乘法器相乘，再將其輸出通過一個低 通濾波器得到相位差信息。其原理如下：
[0005] 首先利用雙路相位可調信號發生器輸出兩路頻率相同的信號，其中一路信號為參 考信號，直接輸送至調制法相位檢測單元；另一路信號為掃頻信號，通過被測網絡后輸出被 測信號至調制法相位檢測單元。
[0006]設參考信號為：ue=Asin〇t+0。）
[0007] 被測信號為：?=Bsin(?t+0J
[0008] 將參考信號和被測信號相乘，得到：
【主權項】
1. 一種相頻特性檢測器，包括雙路相位可調信號發生器（I)、調制法相位檢測單元，其 中雙路相位可調信號發生器（1)的一路輸出口與調制法相位檢測單元的一路輸入口相連， 雙路相位可調信號發生器（1)的另一路輸出口通過被測網絡（2)與調制法相位檢測單元的 另一路輸入口相連，其特征在于，還包括與調制法相位檢測單元的相位輸出電壓端相連的 模數轉換電路￠)，模數轉換電路（6)的輸出端經過數字控制單元（7)與雙路相位可調信號 發生器（1)的輸入端相連，所述數字控制單元（7)分別與顯示單元、設置單元相連。
2. 如權利要求1所述的相頻特性檢測器，其特征在于，所述調制法相位檢測單元的相 位輸出電壓端和模數轉換電路（6)之間還連接有低通濾波器（4)和/或放大電路（5)。
3. 如權利要求1所述的相頻特性檢測器，其特征在于，所述調制法相位檢測單元為 AD8302及其外圍電路（3)。
4. 如權利要求1所述的相頻特性檢測器，其特征在于，所述顯示單元為LCD顯示屏 ⑶。
5. 如權利要求1所述的相頻特性檢測器，其特征在于，所述設置單元為鍵盤（9)。
6. -種利用權利要求1所述的相頻特性檢測器檢測相頻特性的方法，其特征在于，包 括以下步驟： a) 雙路相位可調信號發生器（1)輸出兩路信號，其中一路信號為參考信號，直接輸送 至調制法相位檢測單元；另一路信號為掃頻信號，通過被測網絡（2)后輸出被測信號至調 制法相位檢測單元，利用設置單元通過數字控制單元（7)設置掃頻信號和參考信號的頻率 都等于待測頻率； b) 計算調制法相位檢測單元的輸入信號相位差絕對值為θ2、θ3時對應的相位輸出 電壓U 2、U3，計算U2、U3通過模數轉換電路（6)時對應的數字量0 2、03，其中Θ臨Θ 2 < θ3< θ ，0BJfP 0@#2為調制法相位檢測單元相位輸出電壓誤差較大時的臨界輸 入信號相位差絕對值； c) 利用設置單元通過數字控制單元（7)重復調節掃頻信號和參考信號的相位差，直到 調制法相位檢測單元的相位輸出電壓U1通過模數轉換電路（6)得到的D i滿足D 3< D D2， 此時掃頻信號和參考信號的相位分別為Qfis、 d) 在數字控制單元（7)中查找所述調制法相位檢測單元的相位輸出電壓與輸入信號 相位差關系表，得到相位輸出電壓U1對應的被測信號與參考信號的相位差的絕對值Θ 1; e) 利用設置單元通過數字控制單元（7)將參考信號的相位調為<9參考+0或者
，此時調制法相位檢測單元的相位輸出 電壓為U4，將U4通過模數轉換電路（6)，得到D 4; f) 在數字控制單元（7)里比較D# D 4的大小； g) 在數字控制單元（7)里計算被測網絡（2)的相位移，同時將結果送至顯示單元顯示； D4且步驟e中對應的參考信號的相位為<9參考+0時，被測網絡（2)為超前網絡，被 測網絡⑵的相位移為0「（0fiS-0##)，gDl>D 4且步驟e中對應的參考信號的相位 為時，被測網絡⑵為滯后網絡，被測網絡⑵的相位移為-Θ「（ Θ掃頻-Θ參考）； D4且步驟e中對應的參考信號的相位差為<9參考+0時，被測網絡（2)為滯后網絡， 被測網絡（2)的相位移為-Θ廠（Θ &頻-Θ #考），若Dl< D 4且步驟e中對應的參考信號的相 位差為一爐時，被測網絡⑵為超前網絡，被測網絡⑵的相位移為θ「（θ掃頻-Θ參 考）。
7. 如權利要求6所述的檢測相頻特性的方法，其特征在于，所述調制法相位檢測單元 的相位輸出電壓端和模數轉換電路（6)之間還連接有低通濾波器（4)和/或放大電路（5)， 所述調制法相位檢測單元的相位輸出電壓經過低通濾波器（4)和/或放大電路（5)再輸送 至模數轉換電路（6)。
8. 如權利要求6所述的檢測相頻特性的方法，其特征在于，所述調制法相位檢測單元 為相位檢測芯片AD83〇 2及其外圍電路⑶，Θ臨界1=3〇°、Θ臨界2=1 5〇°。
9. 如權利要求8所述的檢測相頻特性的方法，其特征在于，Θ 2= 45°，Θ 3= 135°。
10. 如權利要求9所述的檢測相頻特性的方法，其特征在于，供= 90°。
【專利摘要】本發明涉及一種相頻特性檢測器及檢測相頻特性的方法。其中相頻特性檢測器，包括雙路相位可調信號發生器、調制法相位檢測單元，其中雙路相位可調信號發生器的一路輸出口與調制法相位檢測單元的一路輸入口相連，另一路輸出口通過被測網絡與調制法相位檢測單元的另一路輸入口相連，還包括與調制法相位檢測單元的相位輸出電壓端相連的模數轉換電路，模數轉換電路的輸出端經過數字控制單元與雙路相位可調信號發生器的輸入端相連，數字控制單元分別與顯示單元、設置單元相連。本發明操作簡單方便，能避開調制法相位檢測單元相位檢測誤差較大的區域，測量精度大，同時能直接判斷被測網絡是超前網絡還是滯后網絡，以及獲得被測網絡的相位移。
【IPC分類】G01R25-00
【公開號】CN104535838
【申請號】CN201510029290
【發明人】唐立軍, 彭艷云, 鄭隆浩, 張春熹, 賀慧勇
【申請人】長沙理工大學
【公開日】2015年4月22日
【申請日】2015年1月21日