测量两个信号之间的相位差

电器工程 运算放大器 模拟 成分 沟通
2022-01-23 23:21:09

我正在寻找一种模拟方法来测量在(0 - 20 MHz)范围内工作的两个信号之间的相位差。我想知道是否有一个IC可以做到这一点,或者有一个特定的电路可以将相位差转换为电压信号。

非常感谢

3个回答

模拟信号 的解决方案:

如果你简单地将两个信号相减,你会得到一个信号,其幅度会随着相位差的增加而增加:

在此处输入图像描述

随着紫色信号的相移,差值信号的幅度增加。当两个信号同相时(t = 5),误差信号为零。

在此处输入图像描述

这里两个信号都以相同的相位开始,并且差异信号仅由幅度差异引起。因此,如果两个信号的幅度不同,您将有一个偏移量。如果 \$P\$ = \$A\$ - \$B\$ 则对所有三个信号应用包络检测器(峰值检测器)得到 \$Phase\$ = \$A_p\$ - \$B_p\$ - \$P_p\$。

随着输入和输出电压范围的更多细节,可以提供更好的答案。

为了测量相位,正如 Steven 所说,假设它们是相等的幅度和线性度,您可以减去但这是一个时变信号而不是直流相位输出,因此可以使用峰值检测器来校正该信号以混合结果以生成直流电压对于相位差。

幅度需要归一化(相同),因此使用线性限幅器或限制器以及 XOR 门(这是一个逻辑门,在这里也用作逻辑电平信号的混频器/相位检测器。

还有许多其他方法,例如边缘检测、S&H 锯齿时钟和时间间隔计数器。

.. 我建议的更好方法是4046 PLL 芯片。

你想要 0~180 度 = 0 到 Vdd 吗?然后使用 TYPE I "XOR gate" 芯片或 0~360 度然后使用 Type II 边缘检测鉴相器。

CMOS 4046 PLL 芯片非常易于使用,从 70 年代中期我第一次使用它时就已经存在。

在此处输入图像描述

另一个芯片是 AD8302,它为您提供与相位差成正比的模拟信号,另一个与 log(幅度比)成正比。它有点贵,但它的工作频率高达几 GHz;请参阅 http://www.analog.com/en/rfif-components/detectors/ad8302/products/product.html

(免责声明:我自己并没有实际使用过)