专利名称：锁相无调数字相位仪的制作方法
技术领域：
本实用新型发明是一种准确度高，测量过程简单迅速，不需任何调整的锁相式无调数字相位仪。属电子仪器类。目前的数字相位仪，无论是相位差——电压变换型，是相位差——脉冲填充型，都必须在测量两同频信号间的相位差前，先进行0度和360度(或180)的调整校正；被测信号的频率每变化一次就得重新调整校正，因此使用不便，也不适于作变频系统的面板指示。本实用新型发明能克服上述缺点能在频率变化的条件下，准确方便而不需任何调整的进行相位测量，并能用数字直接显示被测信号间的瞬时或平均相位差；能作为变频系统的面板指示表。
锁相无调数字相位仪的特征在于由锁相环电路作为基本计数脉冲源，并与3.6×n分频电路、方波形成电路、相位比较电路、m脉冲限制、复位电路和计数显示电路组成(n＝10，20……，100，……。m＝1，2，3，……，10，……)图(1)为本实用新型发明锁相无调数字相位仪的电路原理图。在图(1)中，被测量的两信号分别由1，2两端输入，经过由电阻R1、R2和比较器IC1和IC2组成的方波形成电路，变化成方波信号经比较器IC1和IC2的输出端3端和4端输出。3端(或4端)的信号送入锁相环IC3的一个信号比较输入端5。锁相环IC3的压控振荡器输出端7输出脉冲，7端接入分频器IC4和门电路IC5组成的3.6×n分频器，分频后的脉冲信号经3.6×n分频器的输出端8与锁相环IC3的另一个信号输入端6相连，锁相环IC3的压控振荡器输出端7与三与非门(或三与门)IC7的一个输入端相连接以作计数脉冲源。方波形成器IC1、IC2的输出端3、4分别与相位比较器IC6(型号是4046)的两个信号输入端相连(IC64046的第14脚和第9脚)。相位比较器IC6将两信号的相位差脉冲由4046的第2脚输出，并分别与三与非门(或与门)IC7的第二个输入端和m脉冲限制器IC8的输入端9相连。m脉冲限制器IC8是由多级触发器组成，其输出端10与三与非门IC7的第三个输入端相连，其功能为当m个脉冲输出后，输出端由高电位变成低电位，直至给予复位信号，才使输出端重新变高。三与非门IC7的输出端14与计数显示器IC9的计数输入端15相连，计数显示器IC9显示的数就是IC7的输出脉冲数。
由上述电路可知，由于锁相环IC3将其压控振荡器输出端7输出脉冲的3.6×n的分频脉冲与输入测量信号的锁成一致，若被测信号的频率为f，则IC3的压控振荡的输出端脉冲的频率为3.6×n×f。m脉冲限制器IC8的开启周期为m×1／f，若两被测信号的相位差的时间为T，则在一个测量过程中，经过三与非门IC7的14端输出的脉冲个数为3.6×n×f×m×T×1／f＝3.6×m×n×T其中3.6×m×n为比例系数，可以根据不同的需要予先设定，则计数显示器IC9显示的数便是两被测信号的相位差。
IC10是复位信号发生器，它定期的将复位信号由其输出端16分别送到IC9的复位端18和IC8的复位端17。
相位比较器IC6所用的集成电路4046的第13脚接到触发器IC11，IC11的输出端19可接数码管或LED，作为两信号超前或滞后指示。
附图
〈1〉说明R1.R2 电阻IC1.IC2集成电路比较器IC3集成电路锁相器IC4集成电路计数器IC5集成电路门电路IC6集成电路4046IC7集成电路三与非门IC8集成电路触发器IC9集成电路计数译码显示器IC10 集成电路时基电路IC11 集成电路触发器电路
权利要求1.一种锁相无调数字相位仪其特征在于作为基本计数脉冲源的锁相环(IC3)的一个比较输入端5与方波形成电路(IC1)或(IC2)的输出端3(或4)相联接；锁相环(IC3)的压控振荡器输出端7既与三与非门(或三与门)电路(IC7)的一个输入端11相接，又与3.6×n分频器的输入端相接；3.6×n分频器的输出端8与锁相环(IC3)的第二个比较输入端6相接；相位比较电路(IC6)的比较输入端分别与方波形成电路(IC1)和(IC2)的输出端3和4相接，(也可直接与信号输入端1和2相接)，其输出端分别接三与非门(或三与门)(IC7)的一个输入端12和m脉冲限制电路(IC8)的输入端9；m脉冲限制电路(IC8)的输出端10与三与非门(或三与门)(IC7)的一个输入端13相接；三与非门(或三与门)(IC7)的输出端14与计数显示电路(IC9)的计数输入端15相接；复位电路(IC10)的输出端分别接计数显示电路(IC10)的复位端18和m脉冲限制电路(IC8)的复位端17。
2.根据权利要求1所述的装置，其特征在于其中锁相环电路(IC3)由一个相位比较器和压控振荡器组成，它既可由一片单片集成电路组成，又可以用集成电路相位比较器和集成电路压控振荡器两片集成电路组成，还可以用分离元件做成。
3.根据权利要求1所述的装置，其特征在于其中3.6×n分频器电路由计数器(或分频器)(IC4)和集成门电路(IC5)组成，计数器(或分频器)的计数输入端与锁相环(IC3)的压控振荡器输出端7相连；门电路的输出端8与锁相环(IC3)的另一个比较输入端6相连。
4.根据权利要求1所述的装置，其特征在于其中相位比较电路(IC6)由集成电路4046组成，其相位比较输入端第14脚和第9脚分别与方波形成电路(IC1)和(IC2)的输出端3、4相连，其输出端第2脚分别与三与非门(IC7)的输入12相连，同时也与m脉冲限制器(IC8)的输入端9相连；4046的第13脚与触发器(IC11)的输入端相连；触发器(IC11)的输出端19接正负号显示器，触发器(IC11)既可用单片集成电路，也可用分立元件组成。
5.根据权利要求1或4所述的装置，其特征在于其中m脉冲限制电路(IC8)由触发器(或计数器)组成，其脉冲输入端9与IC6 4046的第二脚相连，其控制输出端10与三与非门(IC7)的输入端11相连；其复位端17与复位电路(IC10)的输出端16相连。
6.根据权利要求1或2所述的装置，其特征在于其显示电路(IC9)由计数器、译码器和驱动器和数字显示器组成；计数器、译码器既可用几片集成电路组成，也可用单片集成电路组成；其计数输入端15与三与非门(IC7)的输出端14相连，其复位端18与复位电路(IC10)的输出端16相连。
专利摘要锁相无调数字相位仪是一种测量两信号间相位差的仪器，它准确度高、测量过程简单迅速，不需任何调整校正，它利用锁相环作为计数脉冲源，使得当被测信号的频率发生变化时，测量过程也十分简单准确，并能作变频系统的相位指示面板表。
文档编号G01R25/00GK2119666SQ91228548
公开日1992年10月21日 申请日期1991年11月12日 优先权日1991年11月12日
发明者徐云, 邓泰林 申请人:徐云