王国富，吕晓凡，高平东，张法全

(桂林电子科技大学信息与通信学院，广西桂林　541004)

0　引言

相位差的传统测量方法有基于模拟器件的脉冲计数法、矢量法等，电路本身的温漂等因素会使测量结果产生较大的偏差，抗干扰能力略显不足，且后续功能的可扩展性受限，测量准确度也很难提高。目前广泛采用的是将数据采集技术与信号处理相结合的方法，首先通过高速数据采集板卡或示波器同步采集2路信号，数字离散化后送至信号处理模块计算相位差。常用的信号处理方法有过零点法[1]、相关分析法[2-3]、频谱分析法[4-5]等。过零点法的本质是将时间差转换为相位差，为提高相位差的计算精度，在零点附近采用最小二乘法寻找最佳的拟合零点时刻。此方法原理简单，易实现，不足是检测交流信号时存在一定的失真，且在采样频率高，信号幅值较大时才能获得很好的测量效果。相关分析法通过2路信号的相互运算计算相位差，频谱分析法通过离散傅里叶变换将信号从时域变换到频域，通过分析相频特性计算相位差。两种方法都具有较强的抗干扰能力，且都利用三角函数的正交性，具有较高的准确度。相关分析法要求严格的整周期采样，而频谱分析法计算量大，存在频谱泄漏和栅栏效应，一般也要求整周期采样。文献[4]采用窗函数选择准则，克服了这些限制并取得了较好的效果。总体而言，每种方法各有优缺点。而希尔伯特变换在很早就应用于瞬时频率的测量，且结合经验模态分解(Empirical Mode Decomposition，EMD)实现了对多分量信号的分析处理，已取得较多研究成果，但在相位差测量方面研究较少[6-9]。……