一种数字式的相位测量仪的制作方法
【技术领域】
[0001]本实用新型属于电子技术领域，涉及一种数字式的相位测量装置。
【背景技术】
[0002]近年来，随着科学技术的发展，很多测量仪器逐渐向“智能仪器”和“自动测试系统”发展，数字式相位测量仪是电子测量领域中的常用仪器，相位测量技术应用于国防，科研和生产各个领域，对生活和科研方面都有重要的意义，比如电力线双向工频通信系统中收发端如有电压相位差，造成信号接收时出现偏差会严重影响通信性能。所以我们对相位测量的要求也逐步向高精度，高智能的方向发展。传统的仪表式例如用可变延长线法的AD-Y系列的测量仪的相位电路调试都比较困难，且传统的模拟指针式仪表显然不能满足所需的精度要求。微机的普及恰恰可以解决这些问题，所以本系统使用中规模集成电路，单片机，键盘与显示器来实现一个原理简单，测量精度高，稳定度好，测量结果能直接被显示出来的相位测量频率仪。
【实用新型内容】
[0003]本实用新型针对现有技术中存在的问题提出一种能方便准确测量同频信号相位差的装置，具体方案如下:
[0004]—种数字式相位测量仪，包括整形电路模块、相位测量模块、频率测量模块、键盘和显示模块。所述整形电路模块，其特征在于电路包括两个施密特触发器，所述施密特触发器由两级CMOS相反器组成。所述相位测量模块，其特征在于包括两个RS触发器以及单片机的AD采样功能部分。所述频率测量模块，其特征在于包括C51单片机的两个16位计数器，定时器以及算术逻辑运算单元。
[0005]上述方案中，使用两个由两级CMOS相反器组成的施密特触发器，对两路信号进行整形，即将同频正弦波整形为方波，施密特触发器在单门限电压比较器的基础上引入了正反馈网络。由于正反馈的作用，它的门限电压随着输出电压Uo的变化而改变，因此提高了抗干扰能力。
[0006]所述的相位测量部分将两列同频方波信号接到双稳态触发器(RS触发器)的两个触发输入端。第一列信号的脉冲到达时将输出置1，第二列信号到达时将输出置0，这样就将相位差转换为输出信号的占空比。占空比从O?1，就对应相位差从0°?360°。再将占空比整流，形成直流电压，而电压的大小就对应着占空比的大小，即相位差的大小。用16位A/D对直流电压采样进行数字显示，这样就将相位差以数字的形式显示。由于将360°相位差进行了 216分份，这就使得测量精度非常高，小于0.1°。
[0007]所述的C51单片机具有两个16位的定时器/计数器Tl和T0，利用定时器TO通过控制功能测出周期，单片机的数据运算能力可将周算能力可将周期换算成频率，实现测量结果的等精度显示。单片机的外部中断功能可方便地实现闸门开关与被测信号的跳变沿同步。
[0008]与现有技术相比，本实用新型具有如下优点:
[0009]本实用新型的一种数字式的相位测量仪，利用单片机与两种触发器的高精度，高稳定性测，液晶屏显示高精度测量结果的特点，使测量仪有操作简单，容易掌握的优点。
【附图说明】
[0010]图1为本实用新型实施例的一种数字式相位测试仪总体结构框图；
[0011]图2为本实用新型实施例的一种数字式相位测试仪整形电路图；
[0012]图3为本实用新型实施例的一种数字式相位测试仪相位测试部分电路图；
[0013]图4为本实用新型实施例的一种数字式相位测试仪单片机电路图；
[0014]图5为本实用新型实施例的一种数字式相位测试仪主程序流程图；
[0015]图6为本实用新型实施例的一种数字式相位测试仪相位测量模块程序流程图；
[0016]图7为本实用新型实施例的一种数字式相位测试仪频率测量模块程序流程图；
【具体实施方式】
[0017]下面结合附图对本实用新型作进一步详细描述。以下结合附图对本发明作进一步详细描述，以下实施例是本发明比较好的应用形式，但以下实施例不应看作是对本发明的限制。
[0018]如图1所示为本实用新型实施例的一种数字式相位测量电路的示意图，图2为整形电路电路图，接在图2后的图3是RS触发器电路，图4为单片机内部电路。
[0019]上述结构的一种数字式相位测量电路，开始时将两列同频工频信号接入整形电路，信号由正弦信号整形为方波，经过接入RS触发器后，接入单片机，由程序控制16位AD测出相位，T0, Tl，算术块得出频率数据，最后传至液晶屏显示。
[0020]以上所述的【具体实施方式】对本实用新型的技术方案和有益效果进行了详细说明，应理解的是以上所述仅为本实用新型的最优选实施例，并不用于限制本实用新型，凡在本实用新型的原则范围内所做的任何修改、补充和等同替换等，均应包含在本实用新型的保护范围之内。
【主权项】
1.一种数字式相位测量仪，包括整形电路模块、相位测量模块、频率测量模块、键盘和显示模块。所述整形电路模块，其特征在于电路包括两个施密特触发器，所述施密特触发器由两级CMOS相反器组成。所述相位测量模块，其特征在于包括两个RS触发器以及单片机的AD采样功能部分。所述频率测量模块，其特征在于包括C51单片机的两个16位计数器，定时器以及算术逻辑运算单元。2.根据权利要求1所述的一种数字式相位测量仪，其特征在于:所述的整形电路模块包括的施密特触发器，将同频的正弦电路整形成方波电路，且所述的施密特触发器在单门限电压比较器的基础上引入了正反馈网络。3.根据权利要求1所述的一种数字式相位测量仪，其特征在于:所述的相位测量模块电路包括了 RS触发器与单片机的16位A/D，所述的RS触发器可以将信号相位差转换为占空比，单片机16位A/D (8)可以取样进行数字显示。4.根据权利要求1所述的一种数字式相位测量仪，其特征在于:所述的频率测量模块电路包括了单片机两个16位的定时器/计数器Tl和TO与算术逻辑运算单元，所述的16位的定位器/计数器Tl和TO可以测出两列信号的周期，算术逻辑运算单元可以将周期转换为频率。
【专利摘要】本实用新型公开了一种数字式相位测量仪，包括整形电路模块、相位测量模块、频率测量模块、键盘和显示模块。所述整形电路模块，其特征在于电路包括两个施密特触发器。所述施密特触发器由两级CMOS相反器组成。所述相位测量模块，其特征在于包括两个RS触发器以及单片机的AD采样功能部分。所述频率测量模块，其特征在于包括C51单片机的两个16位计数器，定时器以及算术逻辑运算单元。
【IPC分类】G01R25/08
【公开号】CN204832345
【申请号】CN201520396929
【发明人】李永琪, 李劲松
【申请人】中国计量学院
【公开日】2015年12月2日
【申请日】2015年6月8日