[发明专利]一种数字锁相放大器相位同步方法及系统

说明书

本申请公开了一种数字锁相放大器相位同步方法及系统，方法包括：相位调节模块获取调节使能信号，基于调节使能信号进入调节模式；相位调节模块获取当前低通滤波器输出的第一测量结果，并将第一相位信号调整为第二相位信号；正弦信号发生器基于第二相位信号生成第一正弦信号；乘法器将相位调节模块控制多路选择器将延迟单元输出的信号和第一正弦信号相乘；低通滤波器滤除乘法器输出的延迟单元输出的信号和第一正弦信号相乘的结果中的高频，输出第二测量结果；相位调节模块在预设时长后，记录低通滤波器输出的第二测量结果，并更新相位调节值。本申请能够有效的实现数字锁相放大器的相位同步，且降低资源消耗。

技术领域

本申请涉及数字锁相放大器技术领域，尤其涉及一种数字锁相放大器相位同步方法及系统。

背景技术

锁相放大技术(Lock-in Amplifier，LIA)是一种广泛应用于测量较大噪声中微弱信号的技术，具有抗干扰能力强的优点。在磁约束核聚变等离子体实验中，激光色散干涉仪要求有高精度的锁相放大。随着数字技术的飞速发展，数字锁相放大器相较于模拟锁相放大器具有全面优势。数字锁相放大器工作时需要保证输入信号和参考载波信号之间的相位同步，否则输出信号的强度会变弱，测量精度也会大打折扣。

目前，保证待测信号和参考信号之间的相位同步的已有方法大致有三种。一种是通过严格控制传输延迟，保证两者延迟一致，由于信号调制端载波和调制信号是相位同步的，因此接收端两者的相位也是同步的，此种方法对于复杂环境往往无法严格保证延迟一致，特别是传输过程中某些器件的延迟是在缓慢变化的，因此这种方法适用场景较少。另外一种是接收端直接输出载波驱动调制端，使得调制端的相位直接由接受端控制，从而统一两端的相位完成相位同步，此种方法对于两端相距较远以及调制端无法接受相位控制信号的情况很难适用，存在局限性。第三种方法是直接生成一个与参考载波正交的同频率信号，然后用两路正交的参考信号同时与待测信号进行两路锁相放大，得到待测信号特定频率成分在两个正交载波方向上的投影强度，再利用三角合成最终的结果，这种方法利用了两路锁相放大器实现了一路锁相放大器的功能，解决了相位不同步的问题，但是非常占用资源，成本、功耗较高。

因此，如何有效的实现数字锁相放大器的相位同步，且降低资源消耗是一项亟待解决的问题。

发明内容

有鉴于此，本申请提供了一种数字锁相放大器相位同步方法，能够有效的实现数字锁相放大器的相位同步，且降低资源消耗。

本申请提供了一种数字锁相放大器相位同步方法，所述方法包括：

相位调节模块获取调节使能信号，基于所述调节使能信号进入调节模式；

所述相位调节模块获取当前低通滤波器输出的第一测量结果，并将第一相位信号调整为第二相位信号；

正弦信号发生器基于所述第二相位信号生成第一正弦信号；

乘法器将所述相位调节模块控制多路选择器将延迟单元输出的信号和所述第一正弦信号相乘；

所述低通滤波器滤除所述乘法器输出的延迟单元输出的信号和所述第一正弦信号相乘的结果中的高频，输出第二测量结果；

所述相位调节模块在预设时长后，记录所述低通滤波器输出的第二测量结果，并更新相位调节值。

优选地，在所述相位调节模块获取调节使能信号，基于所述调节使能信号进入调节模式前，还包括：

所述延迟单元获取待测信号，对所述待测信号进行延迟；

通过锁相环对参考信号进行倍频；

所述相位调节模块将相位调节值初始化为0，并生成周期与所述参考信号一致的相位信号；

所述正弦信号发生器基于接收到的所述相位调节模块输出的周期与所述参考信号一致的相位信号，输出第二正弦信号；