基于ADuC7128的寬頻帶相位測量系統實現

　　經過混頻、低通濾波、整形比較之后的兩路正弦波信號，已經變成頻率在30 kHz 以下的方波信號Q1 和Q2。IRQ0、IRQ1 是ADuC7128 的兩個中斷引腳，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，ADuC7128 內部計數器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，ADuC7128 內部計數器T1 停止工作。這樣，計數器T1 上的累計值就是兩個方波間隔的脈沖數n，如果已知T1 的計數間隔Δt'，即可知兩個方波的時間間隔Δt:

　　從而通過公式( 8) 即可計算出兩輸入信號的相位差θ。

　　2. 2 軟件設計

　　本系統的軟件設計主要是完成系統初始化、內部數據處理、數據結果顯示等功能。圖4 是系統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 測試結果與分析

　　兩路同頻輸入信號是由一個相位差可調節的高精度信號源產生。當輸入信號頻率小于30 kHz時，由ADuC7128 內部計數器直接計數，經過數據處理后得出相位差。輸入信號在進行過零比較時，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，經過頻率變換及濾波整形后，兩個信號的相位保持不變，頻率變為30 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

　　隨機抽取四個不同頻率的輸入信號，分別在相位差為0 ～ 150°的范圍內進行測試，測試結果見表1。