一种超高分辨率相位差测量的方法及系统

摘要

本发明公开了一种具有相差修正的基于双重合检测的超高分辨率相位差测量的方法及系统，利用两异频信号间的双相位重合检测构成测量闸门，第一相位重合检测及重合脉冲产生电路对被测频率信号及公共频率信号进行相位重合检测及产生重合脉冲；第二相位重合检测及重合脉冲产生电路对参考频率信号及公共频率信号进行相位重合检测及产生重合脉冲；门时产生电路根据接收的开门信号及关门信号产生门时信号，单片机根据计数数据获得被测频率信号与参考频率信号相位差；同时，对重合脉冲在测量闸门开门和关门附近时间区域内进行计数求得相位差的修正值，实现了超高分辨率的相位差测量，消除了计数误差、测量分辨率高，长期漂移量小。

主权项

一种具有相差修正的基于双重合检测的超高分辨率相位差测量的系统，其特征在于，该系统包括：被测频率信号输入模块；参考频率信号输入模块；与所述被测频率信号输入模块相连接，用于对被测频率信号进行整形的第一信号整形模块；与所述参考频率信号输入模块相连接，用于产生公共频率信号的直接数字式频率合成器；与所述直接数字式频率合成器相连接，用于对所述直接数字式频率合成器产生的公共频率信号进行整形的第二信号整形模块；与所述参考频率信号输入模块相连接，用于参考频率信号进行整形的第三信号整形模块；与所述第一信号整形模块及第二信号整形模块相连接，用于对整形后的被测频率信号及公共频率信号进行相位重合检测及产生重合脉冲的第一相位重合检测及重合脉冲产生电路；与所述第二信号整形模块及第三信号整形模块相连接，用于对整形后的公共频率信号及参考频率信号进行相位重合检测及产生重合脉冲的第二相位重合检测及重合脉冲产生电路；与所述第一相位重合检测及重合脉冲产生电路及第二相位重合检测及重合脉冲产生电路相连接，用于将所述第一相位重合检测及重 合脉冲产生电路输出的信号作为开门信号以及将所述第二相位重合检测及重合脉冲产生电路输出的信号作为关门信号，并产生门时信号的门时产生电路；与所述第一整形电路及门时产生电路相连接，用于接收所述第一整形电路输出的整形后的被测频率信号及门时产生电路输出的门时信号，在门时信号的控制下对整形后的被测频率信号进行导通与截止的第一与门；与所述第一与门相连接，用于在测量门时内，对送入所述第一与门的被测频率信号进行计数的第一计数器；与所述第二整形电路及门时产生电路相连接，用于接收所述第二整形电路输出的整形后的公共频率信号及门时产生电路输出的门时信号，在门时信号的控制下对整形后的公共频率信号进行导通与截止的第二与门；与所述第二与门相连接，用于在测量门时内，对送入所述第二与门的公共频率信号进行计数的第二计数器；与所述第一相位重合检测及重合脉冲产生电路及单片机相连接，用于接收整形后被测频率信号及公共频率信号经所述第一相位重合检测及重合脉冲产生电路产生的重合脉冲及所述单片机输出的参考门时信号，在参考门时信号的控制下对整形后被测频率信号及公共频率信号经所述第一相位重合检测及重合脉冲产生电路产生的重合脉冲进行导通与截止的第三与门；与所述第三与门相连接，用于对在参考门时内，对输入第三与门 的、并由所述第一相位重合检测及重合脉冲产生电路产生的重合脉冲进行计数的第三计数器；与所述第二相位重合检测及重合脉冲产生电路及单片机相连接，用于接收整形后参考频率信号及公共频率信号经所述第二相位重合检测及重合脉冲产生电路产生的重合脉冲及所述单片机输出的参考门时信号，在参考门时信号的控制下对整形后参考频率信号及公共频率信号经所述第二相位重合检测及重合脉冲产生电路产生的重合脉冲进行导通与截止的第四与门；与所述第四与门相连接，用于对在参考门时内，对输入第四与门的、并由所述第二相位重合检测及重合脉冲产生电路产生的重合脉冲进行计数的第四计数器；与所述第一计数器、第二计数器、第三计数器及第四计数器相连接，用于接收所述第一计数器、第二计数器、第三计数器及第四计数器输出的数据，对数据进行处理，并获得被测频率信号与参考频率信号相位差的单片机。