基于ADuC7128的寬頻帶相位測量系統(tǒng)實(shí)現(xiàn)

　　經(jīng)過混頻、低通濾波、整形比較之后的兩路正弦波信號，已經(jīng)變成頻率在30 kHz 以下的方波信號Q1 和Q2。IRQ0、IRQ1 是ADuC7128 的兩個(gè)中斷引腳，分別將Q1 的輸出端與ADuC7128 的IRQ0 引腳連接，Q2 的輸出端與ADuC7128 的IRQ1 引腳連接。

　　IRQ0 用于檢測Q1 信號的下降沿，一旦Q1 信號的下降沿到來時(shí)，ADuC7128 內(nèi)部計(jì)數(shù)器T1 開始工作，IRQ1 用于檢測Q2 信號的下降沿，一旦Q2 信號的下降沿到來時(shí)，ADuC7128 內(nèi)部計(jì)數(shù)器T1 停止工作。這樣，計(jì)數(shù)器T1 上的累計(jì)值就是兩個(gè)方波間隔的脈沖數(shù)n，如果已知T1 的計(jì)數(shù)間隔Δt'，即可知兩個(gè)方波的時(shí)間間隔Δt:

　　從而通過公式( 8) 即可計(jì)算出兩輸入信號的相位差θ。

　　2. 2 軟件設(shè)計(jì)

　　本系統(tǒng)的軟件設(shè)計(jì)主要是完成系統(tǒng)初始化、內(nèi)部數(shù)據(jù)處理、數(shù)據(jù)結(jié)果顯示等功能。圖4 是系統(tǒng)的主程序和相位測量流程圖。

　　圖4 主程序和相位測量流程圖

　　3 測試結(jié)果與分析

　　兩路同頻輸入信號是由一個(gè)相位差可調(diào)節(jié)的高精度信號源產(chǎn)生。當(dāng)輸入信號頻率小于30 kHz時(shí)，由ADuC7128 內(nèi)部計(jì)數(shù)器直接計(jì)數(shù)，經(jīng)過數(shù)據(jù)處理后得出相位差。輸入信號在進(jìn)行過零比較時(shí)，由于兩路輸入信號之間的電平不相等所引起的幅相誤差，使得整形后產(chǎn)生的方波有所失真。圖5 是兩路輸入信號為100 kHz，相位差75°的正弦波信號，經(jīng)過頻率變換及濾波整形后，兩個(gè)信號的相位保持不變，頻率變?yōu)?0 kHz、幅度線性變化，如圖6 所示。

　　圖5 兩路相位差75°的正弦波信號

　　圖6 兩路相位差75°的方波信號

　　隨機(jī)抽取四個(gè)不同頻率的輸入信號，分別在相位差為0 ～ 150°的范圍內(nèi)進(jìn)行測試，測試結(jié)果見表1。