相位差测量电路(沈阳航空航天大学).doc

沈阳航空航天大学 综 合 课 程 设 计 相位差测量电路的设计 班 级 学 号 2010040201033 学 生 姓 名 赵文祺 指 导 教 师 石剑民 课 程 设 计 任 务 书 课程设计的内容及要求： 一、设计说明 设计一个两路同频率信号相位差测量系统。 两路不相关且同频率的正弦信号的相位差是随机。通过测量其过零点时刻的时间差即可计算出其相位差。设信号的周期为T，两路信号的过零时刻的时间差为t,则其相位差θ=(t/T)x180。其原理图如图1所示 图1 相位差测量电路原理框图 二、技术指标 测量精度精确到小数点后一位，并用数码管显示。 三、设计要求 1．要求用PROTEUS仿真出结果。 2．有手动复位（清零）功能。 3．可选元件：比较器LM391，异或门74LS135，单片机AT89S51， 数码显示器LED。 四、实验要求 1．根据设计要求设计系统电路，并制定仿真实验方案； 2．进行实验数据处理和分析。 五、推荐参考资料 1.谢自美. 电子线路设计·实验·测试. [M]武汉：华中理工大学出版社，2000 年 2.阎石. 数字电子技术基础. [M]北京：高等教育出版社，2006年 3. 付家才. 电子实验与实践. [M]北京：高等教育出版社，2004年 4．单片机原理及接口技术[M]北京： 清华大学出版社，2005年 六、按照要求撰写课程设计报告 成绩评定表 评语、建议或需要说明的问题： 指导教师签字： 日期： 成 绩 一．任务说明及设计要求 本次的任务是设计一个两路同频率信号相位差测量系统。两路不相关且同频率的正弦信号的相位差是随机。通过测量其过零点时刻的时间差即可计算出其相位差。设信号的周期为T，两路信号的过零时刻的时间差为t,则其相位差θ=(t/T)x180。 要求用PROTEUS仿真出结果，有手动复位（清零）功能，可选元件：比较器LM391，异或门74LS135，单片机AT89S51，数码显示器LED。测量精度精确到小数点后一位，并用数码管显示。 二.设计思路与原理 两路同频信号经过零比较后 ，得到两路同周期的方波 。该两路方波经异或后得到的脉冲宽度与信号周期的比值（占空比）即对应为两信号的相位差，这里的异或门相当于鉴相器 。 整个设计电路思路是：信号过零比较后通过异或门产生脉冲信号，利用单片机门控制位方式，将脉冲信号接入外部中断引脚（INT1）上来控制启动计数器工作，最后通过使测量到的相位差在数码管上显示。 原理图绘制过程说明 1.纸张选择 设计原理图前首先要选择图纸大小，在界面上选择File—New Design选项，在弹出的对话框中选择LandspaceA4纸张，然后点击OK即可，操作如图1： 过零比较 显示电路 单片机系统： 测量脉冲宽度计算相位差 信号1 异或 门 过零比较 信号2