一种高精度智能频移、相移测量装置及方法与流程

本发明涉及电磁波频移相移精密测量领域，具体涉及一种高精度智能频移、相移测量装置及方法。

背景技术：

随着通信技术的发展，信息流量成爆炸式增加需求，信道容量日趋饱和，电磁波频道几乎用完，因此，产生了通信信道的多路复用。

通信的多路复用中，若要更密集复用，必须对频移、相移进行严格的测量与控制。目前，对各种电子元器件及其网络的频移相移不能有效的监测，限制密集通信复用方式的发展，成为制约通信发展的瓶颈。开发超高精度频移相移检测设备，是非常必要。因此，如何实现对各种电子元器件、各种电子元器件组成的网络进行频移相移精密测量仍是待解决的技术问题。

技术实现要素：

为了克服上述现有技术的不足，本发明提供了一种高精度智能频移、相移测量装置及方法，实现对各种电子元器件及其双端口网络的频率衰减的高精度测量，测量精度即频率的相对变化率可达10^-20量级，还可实现对各种电子元器件及其双端口网络的的相位角移动高精度测量。

本发明所采用的技术方案是：

一种高精度智能频移、相移测量装置，用于精确测量元器件及其双端口网络频移和相移，包括信号发生模块、放大滤波模块、跟随器、微处理器及连接被测元器件及其双端口网络的输入、输出接线端；所述信号发生模块与放大滤波模块的输入端连接，所述放大滤波模块的输出端连接输入接线端，所述输出接线端与微处理器连接，所述跟随器的一端与输入接线端连接，另一端与输出接线端连接，所述微处理器通过通信接口连接上位机，所述微处理器还连接有存储模块、输入设备和显示模块。

进一步的，所述信号发生模块由振荡器、放大器和稳幅环组成，所述振荡器与放大器连接，所述放大器的输出端与稳幅环连接。

进一步的，所述放大滤波模块由放大电路和低通滤波电路组成，所述低通滤波电路与放大电路的输出端连接。

进一步的，所述存储模块包括rom存储器和数据存储器。

进一步的，所述微处理器自带高速模数转换器。

进一步的，所述输入设备采用键盘。

一种高精度智能频移、相移测量方法，用于精确测量元器件及其双端口网络频移和相移，包括以下步骤：

步骤1、由信号发生模块产生一电磁波信号x1，所述电磁波信号x1经放大滤波模块成为待测信号x2；

步骤2、所述待测信号x2经被测元器件及其双端口网络成为相移信号x3，利用跟随器校正该相移信号x3；将相移信号x3送入微处理器测量相位角，并在显示模块上显示测量相位角；

步骤3、根据相位角求解得到频移、相移。

进一步的，所述步骤3中，根据相位角求解得到频移、相移具体为：

频移的计算公式为：

其中，δf为频率变化量，fi为被测元器件及其双端口网络的输入端频率，fo为被测元器件及其双端口网络的输出端频率；δθ为累积频移引起的相位角；t为测量时间段；

相移的计算公式为：

其中，为相位角的变化量。

与现有技术相比，本发明的有益效果是：

本发明通过信号发生器产生电磁波信号，经放大滤波模块放大滤波，被测元器件及其双端口网络的频移、相移，输出接线端信号与跟随器信号一起送入微处理器中处理，然后显示测量结果，从而实现对各种电子元器件及其双端口网络的频率衰减的高精度测量，测量精度即频率的相对变化率可达10^-20量级，还可实现对各种电子元器件及其双端口网络的的相位角移动高精度测量；采用跟随器有效地消除输入接线端、输出接线端信号带来的测量误差；通过键盘实现对频率、振幅、功率调制；通过通信接口完成与上位机通信，实现测量数据方便快捷传输到计算机进行处理和有效保存。

附图说明

构成本申请的一部分的说明书附图用来提供对本申请的进一步理解，本申请的示意性实施例及其说明用于解释本申请，并不构成对本申请的不当限定。

图1是本发明实施例一的高精度智能频移、相移测量装置的整体结构示意图；

图2是本发明实施例二的高精度智能频移、相移测量方法的流程图。

具体实施方式

应该指出，以下详细说明都是例示性的，旨在对本申请提供进一步的说明。除非另有指明，本文使用的所有技术和科学术语具有与本申请所属技术领域的普通技术人员通常理解的相同含义。

需要注意的是，这里所使用的术语仅是为了描述具体实施方式，而非意图限制根据本申请的示例性实施方式。如在这里所使用的，除非上下文另外明确指出，否则单数形式也意图包括复数形式，此外，还应当理解的是，当在本说明书中使用术语“包含”和/或“包括”时，其指明存在特征、步骤、操作、器件、组件和/或它们的组合。

实施例一

为了实现对各种电子元器件及其网络进行频移相移高精度测量，本实施例提供了一种高精度智能频移、相移测量装置，用于精确测量元器件及其双端口网络频移和相移，如图1所示，该测量装置包括信号发生模块、放大滤波模块、跟随器、微处理器及连接被测元器件及其双端口网络的输入、输出接线端；所述信号发生模块与放大滤波模块的输入端连接，所述信号发生模块由振荡器、放大器和稳幅环组成，所述振荡器与放大器连接，所述放大器的输出端与稳幅环连接；所述放大滤波模块的输出端连接输入接线端，所述放大滤波模块由放大电路和低通滤波电路组成，所述低通滤波电路与放大电路的输出端连接，所述输出接线端与微处理器连接，所述跟随器的一端与输入接线端连接，另一端与输出接线端连接，所述微处理器通过通信接口连接上位机，所述微处理器还连接有存储模块、输入设备和显示模块；所述存储模块包括rom存储器和数据存储器；所述微处理器自带高速模数转换器；所述输入设备采用键盘。

本发明公开的该实施例，将微处理器作为控制中心，用于对整个装置的控制，设有rom存储器和数据存储器，通过键盘实现对频率、振幅、功率调制；还设有通信接口，完成与上位机通信，实现测量数据方便快捷传输到计算机进行处理和有效保存，并通过显示模块显示测量结果。由于频移非常微弱，相对误差小，常规方法难以测量到这种变化，本发明在元器件及其双端口网络两端添加跟随器，使得输出接线端的信号严格紧跟输入接线端的信号变化，消除信号源自身产生的误差。

经由上述的技术方案可知，与现有技术相比，本发明实施例公开了一种高精度智能频移、相移测量装置，测试时，将被测被测元器件及其双端口网络接与输入、输出接线端之间，通过信号发生器产生一电磁波信号，经放大滤波模块，传输到被测元器件及其双端口网络的输入接线端，经过被测元器件及其双端口网络的频移、相移到达输出接线端，跟随器紧跟被测元器件及其双端口网络的两端信号，消除直接测量输入接线端、输出接线端信号带来的测量误差，输出接线端信号与跟随器信号一起送入微处理器中处理，然后显示测量结果，该测量装置实现对各种电子元器件及其双端口网络的频率衰减的高精度测量，测量精度即频率的相对变化率可达10^-20量级，还可实现对各种电子元器件及其双端口网络的的相位角移动高精度测量。

实施例二

如图2所示，本实施例提供了一种高精度智能频移、相移测量方法，用于精确测量元器件及其双端口网络频移和相移，包括以下步骤：

步骤1、由信号发生模块产生一电磁波信号x1，所述电磁波信号x1经放大滤波模块成为待测信号x2；

步骤2、所述待测信号x2经被测元器件及其双端口网络成为相移信号x3，利用跟随器校正该相移信号x3；将相移信号x3送入微处理器测量相位角，并在显示模块上显示测量相位角；

步骤3、根据相位角求解得到频移、相移，具体为：

频移的计算公式为：

其中，δf为频率变化量，fi为被测元器件及其双端口网络的输入端频率，fo为被测元器件及其双端口网络的输出端频率；δθ为累积频移引起的相位角；t为测量时间段；

相移的计算公式为：

其中，为相位角的变化量。

本发明公开的该实施例，测试时，将被测被测元器件及其双端口网络接与输入、输出接线端之间，通过信号发生模块产生一电磁波信号x1，电磁波信号x1经放大滤波模块放大、滤波成为待测信号x2；待测信号x2经被测元器件及其双端口网络频移、相移成为相移信号x3，利用跟随器校正该相移信号x3，消除测量误差；将相移信号x3送入微处理器测量相位角，并在显示模块上显示测量相位角，看出原始变化量；根据相位角求解得到频移、相移。本实施例测量方法实现对各种电子元器件及其双端口网络的频率衰减的高精度测量，测量精度即频率的相对变化率可达10^-20量级，还可实现对各种电子元器件及其双端口网络的的相位角移动高精度测量。

上述虽然结合附图对本发明的具体实施方式进行了描述，但并非对本发明保护范围的限制，所属领域技术人员应该明白，在本发明的技术方案的基础上，本领域技术人员不需要付出创造性劳动即可做出的各种修改或变形仍在本发明的保护范围以内。