一种相频特性检测器及检测相频特性的方法
【技术领域】
[0001] 本发明涉及被测网络的频率特性测量领域，具体涉及一种相频特性检测器及检测 相频特性的方法。
【背景技术】
[0002] 在雷达技术、通信技术等领域经常需要检测被测网络的频率特性，如测量滤波器、 放大器、高频调谐器、双工器与天线的频率特性。
[0003] 频率特性包括幅频特性与相频特性。目前市场上国外频率特性测试仪或扫频仪产 品大都集中在技术含量高与利润率高的射频和微波频段，中低频的产品比较少，并且大都 价格昂贵，国内厂商生产的中低频数字扫频仪价格也较高并且大多不具备相位检测功能或 者相位检测精度较差。
[0004]目前应用在中频场合且容易实现的相位检测法有过零比较法与调制法，其中调制 法又称乘法器法，它是将两个同频率的正弦信号通过乘法器相乘，再将其输出通过一个低 通滤波器得到相位差信息。其原理如下：
[0005] 首先利用双路相位可调信号发生器输出两路频率相同的信号，其中一路信号为参 考信号，直接输送至调制法相位检测单元；另一路信号为扫频信号，通过被测网络后输出被 测信号至调制法相位检测单元。
[0006]设参考信号为：ue=Asin〇t+0。）
[0007] 被测信号为：?=Bsin(?t+0J
[0008] 将参考信号和被测信号相乘，得到：
【主权项】
1. 一种相频特性检测器，包括双路相位可调信号发生器（I)、调制法相位检测单元，其 中双路相位可调信号发生器（1)的一路输出口与调制法相位检测单元的一路输入口相连， 双路相位可调信号发生器（1)的另一路输出口通过被测网络（2)与调制法相位检测单元的 另一路输入口相连，其特征在于，还包括与调制法相位检测单元的相位输出电压端相连的 模数转换电路￠)，模数转换电路（6)的输出端经过数字控制单元（7)与双路相位可调信号 发生器（1)的输入端相连，所述数字控制单元（7)分别与显示单元、设置单元相连。
2. 如权利要求1所述的相频特性检测器，其特征在于，所述调制法相位检测单元的相 位输出电压端和模数转换电路（6)之间还连接有低通滤波器（4)和/或放大电路（5)。
3. 如权利要求1所述的相频特性检测器，其特征在于，所述调制法相位检测单元为 AD8302及其外围电路（3)。
4. 如权利要求1所述的相频特性检测器，其特征在于，所述显示单元为LCD显示屏 ⑶。
5. 如权利要求1所述的相频特性检测器，其特征在于，所述设置单元为键盘（9)。
6. -种利用权利要求1所述的相频特性检测器检测相频特性的方法，其特征在于，包 括以下步骤： a) 双路相位可调信号发生器（1)输出两路信号，其中一路信号为参考信号，直接输送 至调制法相位检测单元；另一路信号为扫频信号，通过被测网络（2)后输出被测信号至调 制法相位检测单元，利用设置单元通过数字控制单元（7)设置扫频信号和参考信号的频率 都等于待测频率； b) 计算调制法相位检测单元的输入信号相位差绝对值为θ2、θ3时对应的相位输出 电压U 2、U3，计算U2、U3通过模数转换电路（6)时对应的数字量0 2、03，其中Θ临Θ 2 < θ3< θ ，0BJfP 0@#2为调制法相位检测单元相位输出电压误差较大时的临界输 入信号相位差绝对值； c) 利用设置单元通过数字控制单元（7)重复调节扫频信号和参考信号的相位差，直到 调制法相位检测单元的相位输出电压U1通过模数转换电路（6)得到的D i满足D 3< D D2， 此时扫频信号和参考信号的相位分别为Qfis、 d) 在数字控制单元（7)中查找所述调制法相位检测单元的相位输出电压与输入信号 相位差关系表，得到相位输出电压U1对应的被测信号与参考信号的相位差的绝对值Θ 1; e) 利用设置单元通过数字控制单元（7)将参考信号的相位调为<9参考+0或者
，此时调制法相位检测单元的相位输出 电压为U4，将U4通过模数转换电路（6)，得到D 4; f) 在数字控制单元（7)里比较D# D 4的大小； g) 在数字控制单元（7)里计算被测网络（2)的相位移，同时将结果送至显示单元显示； D4且步骤e中对应的参考信号的相位为<9参考+0时，被测网络（2)为超前网络，被 测网络⑵的相位移为0「（0fiS-0##)，gDl>D 4且步骤e中对应的参考信号的相位 为时，被测网络⑵为滞后网络，被测网络⑵的相位移为-Θ「（ Θ扫频-Θ参考）； D4且步骤e中对应的参考信号的相位差为<9参考+0时，被测网络（2)为滞后网络， 被测网络（2)的相位移为-Θ厂（Θ &频-Θ #考），若Dl< D 4且步骤e中对应的参考信号的相 位差为一炉时，被测网络⑵为超前网络，被测网络⑵的相位移为θ「（θ扫频-Θ参 考）。
7. 如权利要求6所述的检测相频特性的方法，其特征在于，所述调制法相位检测单元 的相位输出电压端和模数转换电路（6)之间还连接有低通滤波器（4)和/或放大电路（5)， 所述调制法相位检测单元的相位输出电压经过低通滤波器（4)和/或放大电路（5)再输送 至模数转换电路（6)。
8. 如权利要求6所述的检测相频特性的方法，其特征在于，所述调制法相位检测单元 为相位检测芯片AD83〇 2及其外围电路⑶，Θ临界1=3〇°、Θ临界2=1 5〇°。
9. 如权利要求8所述的检测相频特性的方法，其特征在于，Θ 2= 45°，Θ 3= 135°。
10. 如权利要求9所述的检测相频特性的方法，其特征在于，供= 90°。
【专利摘要】本发明涉及一种相频特性检测器及检测相频特性的方法。其中相频特性检测器，包括双路相位可调信号发生器、调制法相位检测单元，其中双路相位可调信号发生器的一路输出口与调制法相位检测单元的一路输入口相连，另一路输出口通过被测网络与调制法相位检测单元的另一路输入口相连，还包括与调制法相位检测单元的相位输出电压端相连的模数转换电路，模数转换电路的输出端经过数字控制单元与双路相位可调信号发生器的输入端相连，数字控制单元分别与显示单元、设置单元相连。本发明操作简单方便，能避开调制法相位检测单元相位检测误差较大的区域，测量精度大，同时能直接判断被测网络是超前网络还是滞后网络，以及获得被测网络的相位移。
【IPC分类】G01R25-00
【公开号】CN104535838
【申请号】CN201510029290
【发明人】唐立军, 彭艳云, 郑隆浩, 张春熹, 贺慧勇
【申请人】长沙理工大学
【公开日】2015年4月22日
【申请日】2015年1月21日