和13输出到单片机系统上进行分析比较，并在显示模块上显示相位。
[0039]上述基于单片机的微弱信号频率和相位自动检测系统的检测方法，包括以下步骤:输入信号被耦合器分成两束信号，其中一路信号进入第一级放大电路，经放大后的信号一部分进入第二级放大电路，经第二级放大电路放大的信号进入整形电路，经整形后的信号进入分频电路进行分频，分频后的信号进入单片机处理，之后进入显示模块显示以及存储模块存储；经第一级放大电路放大后的另一路信号进入幅值检测电路，检测电路输出的直流信号进入单片机处理，根据设置的检测阈值，单片机返回信号给第一级放大电路进行增益的控制，可以保证第一级放大电路根据输入信号的强弱进行增益的自动控制；从耦合器输出的另一路信号进入相位检测电路，相位检测后的信号进入单片机处理，并且经存储模块和显示模块进行存储和显示。
[0040]在本实施例中，经过测量50mV输入正弦信号的2Hz和53MHz信号分别如图7和8所示，从图7可以看出，信号的频率较低在示波器上显示的小于10Hz，在图8中显示的是53MHz的高频信号，测量的结果为53.08MHzο
[0041]图9为本实施例中相位检测电路输出的图形信号，其中包含被检测信号，经过比较的信号，以及两路信号的比较后的图，从比较后的脉冲信号的宽度可以获得被测信号的相位。
【主权项】
1.一种基于单片机的微弱信号频率和相位自动检测系统，其特征在于:包括耦合器和电源模块； 所述耦合器上依次连接有第一级放大电路、第二级放大电路、整形电路、分频电路和单片机系统，单片机系统的另一端分别连接有显示模块和存储模块；所述第一级放大电路上还串联有与第二级放大电路相并联的幅值检测电路，幅值检测电路的另一端连接于单片机系统；所述耦合器上还连接有相位检测电路，相位检测电路的另一端连接于单片机系统； 所述电源模块为整个系统供电。2.根据权利要求1所述的基于单片机的微弱信号频率和相位自动检测系统，其特征在于:所述单片机系统为DSP控制器、ARM控制器和普通单片机控制器中的任意一种；所述显示模块为液晶显示和LED显示中的任意一种。3.根据权利要求1所述的基于单片机的微弱信号频率和相位自动检测系统，其特征在于:所述存储模块为动态随机存储器、静态存储器和同步动态随机存储器中的任意一种。4.根据权利要求1所述的基于单片机的微弱信号频率和相位自动检测系统，其特征在于:所述电源模块为线性稳压电源。5.根据权利要求1所述的基于单片机的微弱信号频率和相位自动检测系统，其特征在于:所述第一级放大电路包括第一放大器芯片、电源和若干电阻、电容； 所述电阻Rl的一端连接地线，另一端连接信号的输入端和第一放大器芯片的第一引脚；电阻R2的一端连接地线，另一端连接第一放大器芯片的第八引脚；第一放大器芯片的第三引脚通过电阻R4分别连接电阻R3和电阻R5，其中电阻R4的另一端连接单片机系统，电阻R5的另一端连接电源；第一放大器芯片的第五引脚连接电阻R6，电阻R6的另一端作为信号的输出端；第一放大器芯片的第六引脚连接电容C2，电容C2的另一端连接地线；第一放大器芯片的第七引脚连接电容Cl，电容Cl的另一端连接地线，同时，第一放大器芯片的第六、七引脚分别连接电源模块。6.根据权利要求1所述的基于单片机的微弱信号频率和相位自动检测系统，其特征在于:所述幅值检测电路包括均方根直流转换芯片、电源和若干电阻、电容； 所述电阻R7 —端连接均方根直流转换芯片的第四引脚，电阻R7的另两端连接电源模块；均方根直流转换芯片的第六引脚连接电阻R8的一端，电阻R8另一端连接均方根直流转换芯片的第11引脚；均方根直流转换芯片的第12引脚和第13引脚分别通过电容C4和电容C3和地线连接，同时，均方根直流转换芯片的第12引脚和第13引脚分别连接电源模块；均方根直流转换芯片的第15引脚连接第一级放大电路的输出端，均方根直流转换芯片的第11引脚连接单片机系统。7.根据权利要求1所述的基于单片机的微弱信号频率和相位自动检测系统，其特征在于:所述第二级放大电路包括第二放大器芯片、电源和若干电阻、电容； 所述第一级放大电路的输出端通过电阻R9连接到第二放大器芯片的第二引脚；电阻RlO—端连接地线，另一端连接第二放大器芯片的第三引脚；电容C7的一端连接地线，另一端连接第二放大器芯片的第四引脚，并与电源连接，同时，第二放大器芯片的第四引脚通过电容CS连接第二放大器芯片的第七引脚；第二放大器芯片的第六引脚通过电阻Rll作为第二级放大电路的信号输出端。8.根据权利要求1所述的基于单片机的微弱信号频率和相位自动检测系统，其特征在于:在整形电路中，从第二级放大电路输出的信号连接电阻R12的一端，电阻R12的另一端连接第一选择器芯片的第六引脚；第一选择器芯片的第二引脚连接地线；第一选择器芯片的第16引脚连接电源；第一选择器芯片的第七引脚作为整形后的输出端； 在分频电路中，从整形电路输出的信号连接第二选择器的第6引脚和第一计数器的第14引脚；第二选择器的第I引脚连接地线，第16引脚连接电源，第15引脚连接第I引脚后与地线连接，第二选择器的第1、14引脚分别作为一路分频信号输出，控制分频信号的频率，第二选择器的第4引脚连接第二计数器的第8引脚，第二选择器的第5引脚分别连接第一计数器的第8引脚和第二计数器的第14引脚；第I计数器的第2、3、6、7和10引脚连接地线，第一计数器的第5引脚连接电源；第2计数器的第2、3、6、7和10引脚连接地线，第二计数器的第5引脚连接电源；第二计数器的第7引脚作为分频后的信号输出，并且连接单片机系统上。9.根据权利要求1所述的基于单片机的微弱信号频率和相位自动检测系统，其特征在于:所述相位检测电路包括电源、四个放大器芯片、触发器芯片和若干电阻、电容和二极管； 所述相位检测电路的输入端是连接起始信号，分成两路信号，其中一路信号通过电阻R16连接第三放大器芯片的第3引脚，第三放大器芯片的第二引脚通过电阻R14连接地线，同时，第2引脚通过电阻R15连接第6引脚，第4引脚连接地线，第7引脚连接电源，第6引脚连接第四放大器芯片的第3引脚，第四放大器芯片的第7引脚通过电容Cll连接地线，第四放大器芯片的第6引脚通过二极管Dl输出信号连接到触发器芯片的第3引脚；另一路信号的输入端连接到通过电阻R21连接第五放大器芯片的第3引脚，第五放大器芯片的第7引脚连接电源，第4引脚连接地线，第2引脚通过电阻R20连接其第6引脚，第五放大器芯片的第6引脚连接第六放大器芯片的第3引脚，第六放大器芯片的第2、4引脚连接地线，第7引脚连接电源，第6引脚连接通过二极管D2连接触发器第11引脚，触发器芯片的第2、4、10,12引脚连接电源，第I引脚连接其第8引脚，触发器芯片的第13引脚作为相位检测信号的输出与单片机系统连接，通过显示模块显示信号的相位。10.一种根据权利要求1?9任意一项所述的基于单片机的信号频率自动检测系统的检测方法，其特征在于:包括以下步骤: 所述输入信号被耦合器分成两束信号，其中一路信号进入第一级放大电路，经放大后的信号一部分进入第二级放大电路，经第二级放大电路放大的信号进入整形电路，经整形后的信号进入分频电路进行分频，分频后的信号进入单片机系统处理，之后进入显示模块显示以及存储模块存储；经第一级放大电路放大后的另一路信号进入幅值检测电路，检测电路输出的直流信号进入单片机系统处理，根据设置的检测阈值，单片机系统返回信号给第一级放大电路进行增益的控制，可以保证第一级放大电路根据输入信号的强弱进行增益的自动控制；从耦合器输出的另一路信号进入相位检测电路，相位检测后的信号进入单片机系统处理，并且经存储模块和显示模块进行存储和显示。
【专利摘要】本发明公开一种基于单片机的微弱信号频率和相位自动检测系统及其检测方法，包括耦合器和电源模块；耦合器上依次连接有第一级放大电路、第二级放大电路、整形电路、分频电路和单片机系统，单片机系统的另一端分别连接有显示模块和存储模块；第一级放大电路上还串联有与第二级放大电路相并联的幅值检测电路，幅值检测电路的另一端连接于单片机系统；耦合器上还连接有相位检测电路，相位检测电路的另一端连接于单片机系统；电源模块为整个系统供电。本发明结合单片机控制，利用多级放大技术，以分频器和触发器相结合的实现方法，获得高性能智能化信号自动检测，本发明自动化程度高，速度快测量效率高，安全性能好，操作方便。
【IPC分类】G01R25/00, G01R23/02
【公开号】CN105116217
【申请号】CN201510557928
【发明人】王如刚, 沈兆军, 郑都民, 徐航, 袁鑫, 薛霖霖, 俞延江, 叶锴
【申请人】盐城工学院
【公开日】2015年12月2日
【申请日】2015年9月2日