一種矢量信號檢測電路設計

叢森 孟兆新

【摘要】根據同頻相關原理設計了一種矢量信號檢測電路，該電路用模擬電路和數字電路實現了被測正弦信號與同頻正弦、余弦函數間的互相關，能夠檢測出和基準信號同頻的信號振幅和相位，并給出了實驗測試結果。

【關鍵詞】相關分析;矢量檢測;濾波器

Abstract：Based on the correlation analysis，a kind of detect circuit is designed.The circuit realizes the measurement of the sine signal with the same frequency of the basis signal.It can measure the amplitude and phase of the signall.The experiment test results has been given in the paper.

Keywords：correlation analysis;the vector detect;filter

工程中要測試的信號中往往含有各種干擾，采用了基于硬件相關技術濾除干擾和檢測與基準信號同頻的信號的幅值及相位信息。本文提出的基于硬件相關的矢量檢測方法中，測量設備為數字集成電路，測試精度高，使用方便。這種方法可以用于從噪聲背景下提取有用的正弦信號，也可以用于動平衡測試和機械裝置頻響函數的測試，相對于其他的檢測方法，這種方法它的特點是使用方便，檢測數據快速、準確、穩定。

圖1 同頻相關電路原理框圖

圖2 信號相關器原理圖

圖3 二階低通濾波器原理圖

1.同頻相關電路原理

設計同頻相關電路的基本原理是基于相關分析原理，即互相關函數同頻相關，不同頻不相關[2]。利用這種性質來消除掉信號中的干擾，提取有用的信息。

設x（t）表示所測信號，其函數表達式是，使其分別與同頻余弦信號和同頻正弦信號互相關，經整周期積分平均后（低通濾波處理），互相關函數中的都會被濾掉，這樣就只剩和這兩個常量，令：，通過求解：，便可求出信號x（t）的相角和幅值A。

2.同頻相關電路設計

用模擬電路和數字電路實現同頻相關電路原理框圖如圖1所示。……