相位比较法

科技工作者之家 2020-11-17

相位比较法(也叫比相法)是一种间接的频率测量方法,用这种方法测量频率时不但设备的结构简单,而且有相当高的分辨率和测量精度。1

原理频率标准之间的相位比对,一般都必须在频率标称值相同的情况下进行。用比相法测频,是将两个被比对的标称值相同的标准频率信号之问的相位关系,通过线性鉴相器转换成与它成线性关系的电压信号,并通过相应的电压显示记录设备进行显示记录,最后根据两频率源间的相位差随时间的变化情况。换算出被测频率源的频率稳定度和准确度。

由于两频率源间频率的差异和变化更灵敏和细致地反映在其相互间的相位信息中,所以相位比对的方法比直接测频或测周期能更灵敏地反映出所测频率源的情况。

比相法的原理是根据在某一特定时间间隔的始末两频率源间相位差的变化,来反映该段时间内两频率源间的平均频率偏差。在许多实际场合下,相位比对又常常被转换成时间间隔的测试。标称频率值相同的两频率源。1

特点与其他测频方法相比,比相法的测量结果不是以被测频率的整周期值的差异来反映测试结果,而是以比这整数值更精细的相位变化的差异来反映测试结果的,所以直接相位比对的精度远远高于直接测频或测周期方法的精度。

另外,由于频差倍增,所以差拍测周期的一系列测频方法都是尽量扩大标准频率源和被测频率源之间的误差成分,以便于提高显示和观察的分辨率。但因为设备较复杂,使用了大量的倍频器和混频器,所以线路噪声使被误差倍增后的信号的信噪比随着倍增倍数的增加而呈现出一种非线性的关系。同时,因比对设备噪声的引入,比对精度也在降低。1

应用测向:同比幅法对应,若接收系统中设置若干个通道,它们具有不同的天线,包括天线的位置、特性、指向等,且系统相位差响应与方位角是一一对应的函数,通过对信号相位差的处理就可以测量信号方位,这就是比相法测向的机理。信号之间的相位差与信号本身到达侦察系统时的强度无关,因此比相法不必消除信号的幅度。

但相位的存在是以信号仅有一个固定的载波频率为前提的,因此比相法测向也是以被测向的信号仅有一个固定的载频为前提。这与振幅法有很大的不同。在振幅法测向中,只要系统的响应对于频率不敏感,信号本身含几个载频,它们的相对大小如何,是不影响系统的工作和测向的结果的。

比相法测向是根据测向天线对不同到达方向的电磁波的相位响应来测量辐射源方向的。2

本词条内容贡献者为:

李航 - 副教授 - 西南大学

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