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本课题是以与天津中环电子仪器有限公司合作的横向课题“高精度宽带数字相位计”为背景。针对目前国内数字相位计功能单一、自动化程度不高、精度低等问题,本文对高精度数字相位计进行了深入研究。通过对数值取样法、数字相关法、相位—电压转换法、相位—时间转换法和过零鉴相法等相位差测量方法的研究,本文采用基于FPGA的FFT算法研制出高精度数字相位计,此高精度数字相位计最突出的特点是实现了相位计的高精度、量程自动转换和多功能性,与传统相位计相比,其测量精度从0.1。提高到0.05。,本论文的主要工作是高精度数字相位计的硬件电路设计和软件设计。一、高精度数字相位计硬件电路设计包括：◆基于循环计数原理的自动换程系统：主要包括衰减电路、放大电路、幅值检测电路和换程控制电路。该设计精度高、可移植性强,在一定程度上缩短了仪器仪表的开发周期。◆整形电路设计。该设计采用施密特触发器将正弦波转化为方波。◆A/D采样及转换电路设计。该设计使用高精度的16位A/D芯片ADS1605,采用TI公司提供的典型耦合差分电路,这种电路要求带宽略低,交流信号失真小且引入噪声小。由于这是一个差分输入电路,而整形电路的输出是单端输出电路,因此需要使用差分放大器AD8138芯片来实现单端至差分的转换。◆前面板设计。本设计采用ICM7216,因其内部含有译码电路和驱动电路并目.内部会自动产生小数点的移位,可以减少大量的编程,频率计的设计实现了相位计的功能多样化。◆电源设计。为提高电源精度,选用可调节三端正电压稳压器(LM317、LM337、 LM323)来完成电源的设计。二、高精度数字相位计的软件设计本文对FFT算法(即离散傅里叶变换(DFT)的一种高效算法)进行了深入研究,通过选择基于FPGA的Cyclone Ⅱ系列的EP2C15AF256C8芯片,采用FFT IP核的方法对相位差来进行测量,通过Matlab联合仿真证明该方案的正确性。实例验证,与传统相位计相比,该方法将相位差的测量精度提高到0.05。。