数字式相位差测量系统(基于51单片机)详解.doc

数字相差检测仪的制作 专 业： 电气 班 级： XX班 学 号： XXXXXXXXXX 学生姓名： XXX 指导教师： XX 目录 摘要： 1 Abstract: 1 第一章 绪论 2 1.1 测量相位差的作用和意义 2 1.2 相位差测量的研究现状 2 1.3本课题研究的主要内容 4 第一章：最小二乘法以及快速傅里叶变换简介 5 1.1：最小二乘法简介 5 2.1 主程序流程图 8 2.2位倒序算法实现 9 2.4 FFT算法的实现 10 2.5 AD采样的使用 11 2.6 定时器的使用 12 第三章：硬件电路设计 13 3.1 移相电路的设计 13 3.2 电压跟随器模块 14 3.4 电源电路 16 3.4.1 变压器简介 16 3.4.2 单相全桥整流电路 16 结论 17 致谢 18 参考文献（Reference) 19 附录： 20 基于最小二乘法的低频数字相位差检测仪的研究 摘要：常见的相位差检测方法一般是过零法，通过外部硬件电路对正弦信号的零点进行检测，产生的脉冲信号出发MCU的外部中断，通过MCU的定时器计算出信号的频率以及相位差。 但是，现实生活中的正弦信号，特别是电网提供的交流电，或多或少都会有失真，如果交流电在过零点处失真特别严重，就可能会导致检测不出零点或者检测出多个零点，并且这种检测方法外部硬件电路比较复杂，成本较高。所以，本文提出的最小二乘法因其成本低，使用范围广，可靠性高而被广泛应用。主要方法是，在单周期内对两个信号进行2N点的采样， 把离散化后的信号相乘，通过快速傅里叶变化分解出其中的直流信号，最终计算得到两个正弦信号的相位差。 关键词：最小二乘法，快速傅里叶变换 The low-frequency digital phase detector based on least-square method research Abstract: the phase difference detection method in common is the zero passage method and through external hardware circuit of zero point of sine signal detection, produce the pulse signal of the external interrupt of MCU by MCU timer to calculate the frequency and phase difference of signals. Sine signal in real life, however, especially the alternating current power grid provided, there will be more or less distortion, if alternating current (ac) in a zero distortion is extremely serious, is likely to lead to detect the zero or detect more than zero, and the test method of external hardware circuit is more complex, high cost. So, in this paper, the least square method because of its low cost, wide use, high reliability and is widely used. The main method is, in a single cycle of two signals 2 n sampling points, After the discretization of the signal multiplied by fast Fourier change into the dc signal, finally the phase difference of two sine signals is calculated. Keywords: least squares method, fast Fourier transform 第一章 绪论 1.1 测量相位差的作用和意义 信号的相位差测量在电力系