ISSN 0236-3933. Вестник МГТУ им. Н.Э. Баумана. Сер. «Приборостроение». 2012
135
Рассмотрим различные методы вычисления фазы. Одним из воз-
можных вариантов построения такого детектора является квадратур-
ный синхронный фазометр. Перед определением фазы сигнал про-
пускается через узкополосный цифровой БИХ-фильтр. При исполь-
зовании такого фильтра вносится стационарный фазовый сдвиг,
который не влияет на точность вычислений и может быть учтен при
калибровке. Для вычисления фазы выделенной фильтром гармоники
500 кГц целесообразно использовать синхронный фазовый детектор в
цифровой реализации.
Рис. 3. Схема синхронного квадратурного фазового детектора
На рис. 3 приведена схема фазометра. Выделенный БИХ-
фильтром сигнал
U
с
(
t = T
д
k
) =
A
sin(2π
f
с
T
д
k
+
φ
1
), где
Т
д
— период
дискретизации;
А
— цифровая амплитуда;
f
c
— частота сигнала;
k
— номер дискретного отсчета, одновременно перемножается с дву-
мя опорными сигналами:
U
оп1
(
t = T
д
k
) = sin (2π
f
с
T
д
k
+
φ
2
) и
U
оп2
(
t = T
д
k
) = сos (2π
f
с
T
д
k
+
φ
2
). Опорные сигналы при этом имеют вид
математических последовательностей, а моменты выборки синхрони-
зированы с частотой дискретизации. В результате перемножений и
последующего усреднения по целому числу
N
периодов вычисляются
два числа, каждое из которых зависит от амплитуды и фазы измеряе-
мого сигнала:
c д
/(
)
1
c д
1
c д
2
1
c д
1 2
1
sin (2
) cos (2
)
sin (Δ ) sin (4
) ;
2
N f T
k
U A
f T k
f T k
N
A
f T k
π
ϕ
π
ϕ
ϕ
π
ϕ ϕ
=
=
+
+ =
⎡
⎤
=
+
+ +
⎣
⎦
∑
c д
/(
)
2
c д
1
c д
2
1
c д
1 2
1
sin (2
) sin (2
)
cos(Δ ) cos(4
) .
2
N f T
k
U A
f T k
f T k
N
A
f T k
π
ϕ
π
ϕ
ϕ
π
ϕ ϕ
=
=
+
+ =
⎡
⎤
=
−
+ +
⎣
⎦
∑
1,2,3,4 6,7,8,9,10,11