[发明专利]一种电子信号相位差测量装置及方法

权利要求书

1.一种电子信号相位差测量装置，包括信号A输入端(1)，第一放大器(2)，第一自动增益控制器(3)，第一过零比较器(4)，第一史密特电路(5)，叠加器(6)，信号B输入端(7)，第二自动增益控制器(8)，倒相控制端(9)，第一正反符号器(10)，第二放大器(11)，第二过零比较器(12)，第二史密特电路(13)，峰值检波器(14)，D触发器(15)，第二正反符号器(16)和输出端(17)；

所述信号A输入端(1)与第一放大器(2)电联接，第一放大器(2)输出端与第一自动增益控制器(3)的输入端电联接，第一自动增益控制器(3)的输出端与第一放大器(2)的控制端电联接，第一放大器(2)与叠加器(6)电联接，第一放大器(2)与第一过零比较器(4)电联接，第一过零比较器(4)与第一史密特电路(5)电联接，第一史密特电路(5)与D触发器(15)的CP端电联接，

信号B输入端(7)与第一正反符号器(10)电联接，倒相控制端(9)与第一正反符号器(10)控制端电联接，第一正反符号器(10)与第二放大器(11)电联接，第二放大器(11)输出端与第二自动增益控制器(8)输入端电联接，第二自动增益控制器(8)输出端与第二放大器(11)控制端电联接，第二放大器(11)与叠加器(6)电联接，第二放大器(11)与第二过零比较器(12)电联接，第二过零比较器(12)与第二史密特电路(13)电联接，第二史密特电路(13)与D触发器(15)的D端电联接，叠加器(6)与峰值检波器(14)电联接，峰值检波器(14)与第二正反符号器(16)电联接，D触发器(15)的Q端与第二正反符号器(16)的控制端电联接，第二正反符号器(16)输出端与输出端(17)电联接；

具体测量方法为：

步骤一、信号A从信号A输入端(1)输入电路，在第一自动增益控制器(3)的控制下，信号A被第一放大器(2)放大后输出固定振幅为X的信号，并保持相位不变；同时，信号B从信号B输入端输入电路；在第二自动增益控制器(8)的控制下，信号B被第二放大器(11)放大固定振幅为X的信号；

步骤二、倒相控制端(9)控制第一正反符号器(10)向第二放大器(11)输入信号B的同相位信号或反相位信号；

如果倒相控制端(9)输出低电平，则第一正反符号器(10)输出的电压与其输入电压相同，否则第一正反符号器(10)输出电压与输入电压的绝对值相同，极性符号相反；

在第一自动增益控制器(3)和第二自动增益控制器(8)的控制下，信号A与信号B以相同的振幅X送入叠加器(6)，叠加器(6)的输出电压信号Y为：

Y＝C(A+B)＝CX[cos(ωt+Φ_A)+cos(ωt+Φ_B)]

式中，C为叠加增益常数，ω是信号A和信号B的角频率，Φ_A是信号A的初相，Φ_B是信号B的初相；

步骤三、从叠加器(6)输出电压信号Y送入峰值检波器(14)，所述峰值检波器(14)获得电压信号Y的峰值Z；

第一过零比较器(4)将第一放大器(2)输出的信号在零点转换成为方波，经过第一史密特电路(5)整形之后送入D触发器(15)的CP输入端；

第二过零比较器(12)将第二放大器(11)输出的信号在零点转换成为方波，经过第二史密特电路(13)整形之后送入D触发器(15)的D输入端；

步骤四、判断D触发器(15)的Q输出端输出的电平是否为高电平，如果是，则信号A滞后于信号B，执行步骤五；如果否，则信号A超前于信号B，执行步骤六；

步骤五、第二正反符号器(16)将峰值检波器(14)输出的信号取反送到输出端(17)；

步骤六、所述第二正反符号器(16)把峰值检波器(14)输出的信号送到输出端(17)；

步骤七、测量输出端(17)的输出电压V，计算信号A和信号B的相位差

步骤八、如果相位差在[π/2，3π/2]闭区间，则实现相位差的测量；如果相位差在(-π/2，π/2)开区间，则采用倒相控制端(9)控制第一正反符号器(10)，将信号B反相之后送入第二放大器(11)，测量输出端(17)的电压V，计算信号A和信号B的相位差：