一種數字式的相位測量儀的制作方法
【技術領域】
[0001]本實用新型屬于電子技術領域，涉及一種數字式的相位測量裝置。
【背景技術】
[0002]近年來，隨著科學技術的發展，很多測量儀器逐漸向“智能儀器”和“自動測試系統”發展，數字式相位測量儀是電子測量領域中的常用儀器，相位測量技術應用于國防，科研和生產各個領域，對生活和科研方面都有重要的意義，比如電力線雙向工頻通信系統中收發端如有電壓相位差，造成信號接收時出現偏差會嚴重影響通信性能。所以我們對相位測量的要求也逐步向高精度，高智能的方向發展。傳統的儀表式例如用可變延長線法的AD-Y系列的測量儀的相位電路調試都比較困難，且傳統的模擬指針式儀表顯然不能滿足所需的精度要求。微機的普及恰恰可以解決這些問題，所以本系統使用中規模集成電路，單片機，鍵盤與顯示器來實現一個原理簡單，測量精度高，穩定度好，測量結果能直接被顯示出來的相位測量頻率儀。
【實用新型內容】
[0003]本實用新型針對現有技術中存在的問題提出一種能方便準確測量同頻信號相位差的裝置，具體方案如下:
[0004]—種數字式相位測量儀，包括整形電路模塊、相位測量模塊、頻率測量模塊、鍵盤和顯示模塊。所述整形電路模塊，其特征在于電路包括兩個施密特觸發器，所述施密特觸發器由兩級CMOS相反器組成。所述相位測量模塊，其特征在于包括兩個RS觸發器以及單片機的AD采樣功能部分。所述頻率測量模塊，其特征在于包括C51單片機的兩個16位計數器，定時器以及算術邏輯運算單元。
[0005]上述方案中，使用兩個由兩級CMOS相反器組成的施密特觸發器，對兩路信號進行整形，即將同頻正弦波整形為方波，施密特觸發器在單門限電壓比較器的基礎上引入了正反饋網絡。由于正反饋的作用，它的門限電壓隨著輸出電壓Uo的變化而改變，因此提高了抗干擾能力。
[0006]所述的相位測量部分將兩列同頻方波信號接到雙穩態觸發器(RS觸發器)的兩個觸發輸入端。第一列信號的脈沖到達時將輸出置1，第二列信號到達時將輸出置0，這樣就將相位差轉換為輸出信號的占空比。占空比從O?1，就對應相位差從0°?360°。再將占空比整流，形成直流電壓，而電壓的大小就對應著占空比的大小，即相位差的大小。用16位A/D對直流電壓采樣進行數字顯示，這樣就將相位差以數字的形式顯示。由于將360°相位差進行了 216分份，這就使得測量精度非常高，小于0.1°。
[0007]所述的C51單片機具有兩個16位的定時器/計數器Tl和T0，利用定時器TO通過控制功能測出周期，單片機的數據運算能力可將周算能力可將周期換算成頻率，實現測量結果的等精度顯示。單片機的外部中斷功能可方便地實現閘門開關與被測信號的跳變沿同步。
[0008]與現有技術相比，本實用新型具有如下優點:
[0009]本實用新型的一種數字式的相位測量儀，利用單片機與兩種觸發器的高精度，高穩定性測，液晶屏顯示高精度測量結果的特點，使測量儀有操作簡單，容易掌握的優點。
【附圖說明】
[0010]圖1為本實用新型實施例的一種數字式相位測試儀總體結構框圖；
[0011]圖2為本實用新型實施例的一種數字式相位測試儀整形電路圖；
[0012]圖3為本實用新型實施例的一種數字式相位測試儀相位測試部分電路圖；
[0013]圖4為本實用新型實施例的一種數字式相位測試儀單片機電路圖；
[0014]圖5為本實用新型實施例的一種數字式相位測試儀主程序流程圖；
[0015]圖6為本實用新型實施例的一種數字式相位測試儀相位測量模塊程序流程圖；
[0016]圖7為本實用新型實施例的一種數字式相位測試儀頻率測量模塊程序流程圖；
【具體實施方式】
[0017]下面結合附圖對本實用新型作進一步詳細描述。以下結合附圖對本發明作進一步詳細描述，以下實施例是本發明比較好的應用形式，但以下實施例不應看作是對本發明的限制。
[0018]如圖1所示為本實用新型實施例的一種數字式相位測量電路的示意圖，圖2為整形電路電路圖，接在圖2后的圖3是RS觸發器電路，圖4為單片機內部電路。
[0019]上述結構的一種數字式相位測量電路，開始時將兩列同頻工頻信號接入整形電路，信號由正弦信號整形為方波，經過接入RS觸發器后，接入單片機，由程序控制16位AD測出相位，T0, Tl，算術塊得出頻率數據，最后傳至液晶屏顯示。
[0020]以上所述的【具體實施方式】對本實用新型的技術方案和有益效果進行了詳細說明，應理解的是以上所述僅為本實用新型的最優選實施例，并不用于限制本實用新型，凡在本實用新型的原則范圍內所做的任何修改、補充和等同替換等，均應包含在本實用新型的保護范圍之內。
【主權項】
1.一種數字式相位測量儀，包括整形電路模塊、相位測量模塊、頻率測量模塊、鍵盤和顯示模塊。所述整形電路模塊，其特征在于電路包括兩個施密特觸發器，所述施密特觸發器由兩級CMOS相反器組成。所述相位測量模塊，其特征在于包括兩個RS觸發器以及單片機的AD采樣功能部分。所述頻率測量模塊，其特征在于包括C51單片機的兩個16位計數器，定時器以及算術邏輯運算單元。2.根據權利要求1所述的一種數字式相位測量儀，其特征在于:所述的整形電路模塊包括的施密特觸發器，將同頻的正弦電路整形成方波電路，且所述的施密特觸發器在單門限電壓比較器的基礎上引入了正反饋網絡。3.根據權利要求1所述的一種數字式相位測量儀，其特征在于:所述的相位測量模塊電路包括了 RS觸發器與單片機的16位A/D，所述的RS觸發器可以將信號相位差轉換為占空比，單片機16位A/D (8)可以取樣進行數字顯示。4.根據權利要求1所述的一種數字式相位測量儀，其特征在于:所述的頻率測量模塊電路包括了單片機兩個16位的定時器/計數器Tl和TO與算術邏輯運算單元，所述的16位的定位器/計數器Tl和TO可以測出兩列信號的周期，算術邏輯運算單元可以將周期轉換為頻率。
【專利摘要】本實用新型公開了一種數字式相位測量儀，包括整形電路模塊、相位測量模塊、頻率測量模塊、鍵盤和顯示模塊。所述整形電路模塊，其特征在于電路包括兩個施密特觸發器。所述施密特觸發器由兩級CMOS相反器組成。所述相位測量模塊，其特征在于包括兩個RS觸發器以及單片機的AD采樣功能部分。所述頻率測量模塊，其特征在于包括C51單片機的兩個16位計數器，定時器以及算術邏輯運算單元。
【IPC分類】G01R25/08
【公開號】CN204832345
【申請號】CN201520396929
【發明人】李永琪, 李勁松
【申請人】中國計量學院
【公開日】2015年12月2日
【申請日】2015年6月8日