专利名称：正弦波高速矢量测量装置的利记博彩app
技术领域：
本实用新型是属于正弦波矢量测量装置的制造。
目前国内高速(微秒级/每点，如50μs/点)正弦波矢量测量装置的制造尚属空白，正弦波高速矢量测量装置完全依赖进口。低速(毫秒级/每点，如500ms/点)正弦波矢量测量装置的制造国内一般分别采用正弦波标称峰值幅度测量与正弦波相对初始相位测量两套相对独立的测量装置予以构成，实现上采用物理量转换部件对正弦波标称峰值幅度与正弦波相对初始相位分别进行时间/频率或电压/电流转换后，再行实施间接测量。如对正弦波标称峰值幅度间接测量装置部件有正弦波真有效值转换直流电压表测量装置部件、交直流转换直流电压表测量装置部件、模拟最大峰值采样保持直流电压表测量装置部件等；对正弦波相对初始相位间接测量装置部件有相位差到鉴相脉冲转换填充记数测量装置部件、相位差到鉴相脉冲转换低通滤波直流电压表测量装置部件、乘法器鉴相低通滤波直流电压表测量装置部件等。此类现有正弦波矢量测量装置，虽在技术方案之实现上较为成熟，但其缺陷亦众所周知(1)进行物理量转换而产生的测量时间的延长，如不得不采用滤波器或模拟平均以提高测量精度时，实现高速测量将不再成为可能；(2)因物理量转换无法避免地引入转换误差，必然给提高测量精度带来相当难度；(3)庞大复杂的物理量转换电路带来的高成本、大体积、高功耗给正弦波矢量测量装置的制造商、用户带来一系列较高的费用开销，正弦波矢量测量装置的一致性、可靠性亦难于提高，不再适应当今用户高速正弦波矢量测量国际、国内市场潮流之需求。
本实用新型的目的是提供一种新的正弦波高速矢量测量装置，本实用新型一改经典的正弦波矢量间接测量而为正弦波矢量直接测量，以不等于正弦波周期整数倍已知时间间隔且不为零的两点可完全确定一条已知频率正弦波曲线的原理为理论指导，利用当今最先进的A/D转换器、数字处理器之科技成果，通过正弦波输入装置直接使正弦波输入到A/D转换器的输入端，由A/D转换器直接对正弦波进行已知任意时间间隔且不为零的两次A/D采样，由数字处理器对A/D采样数据进行高速数字运算，一次性直接得到正弦波标称峰值幅度与正弦波相对初始相位之数字化最终参数，从而完成正弦波矢量的高速测量。从根本上解决了测量速度与测量精度之矛盾，在不牺牲精度的情况下大大提高测量速度；降低了正弦波矢量测量装置的成本；有效地减小了正弦波矢量测量装置的体积和功耗；提高了产品一致性和可靠性，从而实现低于现有技术方案成本之产品。
本实用新型主要包括正弦波输入装置、A/D转换器、数字处理器和输出器，参照说明书附图，现将本实用新型详细说明如下
图1是正弦波高速矢量测量装置的内部结构连接框图，图2是正弦波高速矢量测量装置内部电路连接原理图；图3是正弦波高速矢量测量装置测量波形图；图4是正弦波高速矢量测量装置实际应用于国产高精度矢量网络分析测量仪内部连接与实用测量外部连接示意图。
如图1所示，正弦波高速矢量测量装置包括正弦波输入装置1、A/D转换器2、数字处理器3、输出器4。正弦波输入装置1连接A/D转换器2，A/D转换器2连接数字处理器3，数字处理器3连接输出器4。
本实用新型抛弃现有技术的正弦波矢量测量需先行转换被测物理量后再行间接测量而为新颖的正弦波矢量直接测量，因节省了上述转换时间，因此使在保证高精度前题下的高速正弦波矢量测量成为可能，再因采用当今最先进的A/D转换器、数字处理器之科技成果，以A/D转换器直接对正弦波进行不等于正弦波周期整数倍已知时间间隔且不为零的两次A/D采样，由数字处理器对A/D采样数据进行数字运算，一次性直接得到正弦波数字化参数，从而保证了高速正弦波矢量测量的实现。
本实用新型内部电路连接原理图如图2，高速正弦波矢量测量实现之原理描述如下。
因在实际应用正弦波矢量测量中更关心两路正弦波各自幅度或相对幅度差与两路正弦波之间相对相位差，故将详述两路正弦波幅度与其之间相位差实际测量原理，从以下原理叙述不难得出对单路正弦波幅度与其相对某时刻的绝对初始相位之测量原理——即去掉其中一路，仅对一路进行测量即可，下面不再专门叙述。
如图2所示，其中5为A路正弦信号输入装置，6为B路正弦信号输入装置，U1为A路A/D转换器，U2为B路A/D转换器，U3为数字处理器，7为连接U1、U2、U3数据总线、8为连接U1、U2、U3控制总线，9为测量结果输出器。两路同频正弦波分别为A(t)、B(t)，分别通过5、6输入U1、U2，U1、U2在U3控制下，实现对A(t)和B(t)进行已知采样时间间隔且不为零的两次高速同时且同步采样，采样结果送U3进行高速数学处理。其中两路正弦信号输入分别为A(t)＝Ax sin(ωt+θx)(1)式B(t)＝By sin(ωt+θy)(2)式正弦信号输入波形、ADC采样时续图如图3所示如图3所示两路高速ADC自t1时刻以Δt已知采样时间间隔分别对A(t)、B(t)信号同步采样。其中有Δt＝t2-t1为易于简单说明问题，设t1＝0那么有t2＝ΔtU3进行高速处理数学模型建立如下把t＝t1＝0代入(1)式有A(0)＝Ax sin(ω*0+θx)＝Ax sinθx(3)式其中A(0)即为A路ADC——U1在t1时刻采样值把t＝t2＝Δt代入(1)式有A(Δt)＝Ax sin(ω*Δt+θx) (4)式其中A(Δt)即为A路ADC——U1在t2时刻采样值(3)式与(4)式两边分别相除有
因A(0)、A(Δt)、ω、Δt为已知，故设A(0)/A(Δt)＝常数C、ω*Δt＝常数α，代入(5)式并消去Ax整理得C＝sinθx/sin(α+θx)我们把分母展开整理得Csinαcosθx＝(1-Ccosα)sinθxtgθx＝Csinα/(1-Ccosα)θx＝arctg〔Csinα/(1-Ccosα)〕 (6)式到此U3即已求出A路正弦信号相对于t＝t1＝0时刻的绝对初始相位值把(6)式代入(3)式即可求出一路被测正弦波标称峰值幅度Ax值Ax＝A(0)/sinθx(7)式同理B路θy、By易可求得那么正弦信号B路相对于A路的相位差为Φ＝θx-θy(8)式至此，在结束本数学模型的同时，亦完成了对高速正弦波矢量一次或一点的测量。
本实用新型内部电路各元件也可用相同功能的其它电路实现，如(1).本实用新型中1可用有源电路或无源电路构成，只要其正弦波输出幅度满足后级ADC电路最佳采样幅度区间要求均可采用。
(2).本实用新型中2可用大于100Ksps单片A/D转换器IC或多片的A/D转换器IC，只要满足转换速度要求均可采用。
(3).本实用新型中3可用最小指令周期小于50ns的DSP、CPU、MCU、ASIC、FPGA或CPLD等数字处理装置实现，只要计算速度符合整机设计速度要求均可采用。
(4).本实用新型中4可用CRT、LCD、LED显示器或电磁记录装置(硬盘、RAM、FLASH ROM、EEROM)等实现，只要输出速度符合整机设计速度要求均可采用。
本实用新型从根本上解决了测量速度与测量精度之矛盾，从本质上解决了前述现有产品的不足，在不牺牲精度的情况下大大提高测量速度；降低了正弦波矢量测量装置的成本；有效地减小了正弦波矢量测量装置的体积和功耗；提高了产品一致性和可靠性，因高速正弦波矢量测量已广泛应用于现代社会各个领域，如雷达、电子元件生产测试等，顾此项发明有广阔的应用领域与较大的实用技术价值。
本实用新型应用于国产高精度矢量网络分析测量仪产品，其产品内部连接框图如图4所示。其中A为国产高精度矢量网络分析测量仪，B为正弦波高速矢量测量装置，C为正弦波信号发生源，D为被测器件。
A主要由B和C组成，由C产生标准正弦波，分别输入B的测量参考通道和D，标准正弦波在通过D后输入B的测量通道并与测量参考通道正弦波信号进行高速正弦波矢量测量，测量结果由正弦波高速矢量测量装置输出器如CRT或LCD显示器输出，当显示一场500测量点、A/D转换器选用转换速度大于100Ksps转换速率/16位的IC和数字处理器选用TI公司TMS320C32的DSP时，每点测量速度可高达几十微秒以上。
权利要求1.一种正弦波高速矢量测量装置，其特征在于它主要包括正弦波输入装置、A/D转换器、数字处理器和输出器构成；正弦波输入装置、A/D转换器、数字处理器和输出器依次连接。
2.按照权利要求1所说的正弦波高速矢量测量装置，其特征在于所说的A/D转换器是大于100Ksps的单片A/D转换器IC或多片A/D转换器IC。
3.按照权利要求1所说的正弦波高速矢量测量装置，其特征在于所说的数字处理器是最小指令周期小于50ns的DSP、CPU、MCU、ASIC、FPGA或CPLD。
4.按照权利要求1所说的正弦波高速矢量测量装置，其特征在于所说的输出器是CRT、LCD、LED显示器或电磁记录装置。
专利摘要本实用新型属于正弦波高速矢量测量装置的制造,它主要由正弦波输入装置、A/D转换器、数字处理器和输出器构成,利用不等于正弦波周期整数倍已知时间间隔且不为零的两点即可完全确定一条已知频率正弦波曲线的原理,以高速A/D转换器直接对正弦波进行A/D采样,由高速数字处理器对A/D采样数据进行数字计算,直接完成正弦波矢量的测量。本实用新型从根本上改善了现行正弦波矢量测量装置不可刻克服的缺陷,在降低了此类装置成本、体积和功耗的同时,大大提高了正弦波矢量测量装置的一致性与可靠性。
文档编号G01R19/00GK2403031SQ9925598
公开日2000年10月25日 申请日期1999年12月14日 优先权日1999年12月14日
发明者符雪涛 申请人:天津德威电子有限公司