摘  要：传统的相位检测主要依靠模拟电路实现，响应速度很快，但精度不高。为了解决相位检测器因对环境较为敏感而影响其检测精度的问题，提出一种基于FPGA的相位检测系统。该系统由模拟电路和主控芯片FPGA组成，将模拟电路响应速度快、数字电路测量精度高的优点充分结合;将两路被测信号通入滤波器滤除干扰，然后通过过零比较电路将信号转换成方波，最后将方波输入FPGA中，使用高频脉冲进行插补计数，实现对信号相位的精确检测。

关键词：相位检测;FPGA;高频脉冲计数

中图分类号：TN763.3                 文献标识码：A文章编号：2096-4706（2021）19-0060-04

Design of Phase Detection System Based on PFGA

LENG Congyang

（College of Mechanical Engineering， Chongqing University of Technology， Chongqing  400054， China）

Abstract： The traditional phase detection mainly depends on the analog circuit， which has fast response speed， but low precision. In order to solve the problem that the phase detector is sensitive to the environment and affects its detection accuracy， a phase detection system based on FPGA is proposed. The system is composed of analog circuit and main control chip FPGA， which fully combines the advantages of fast response speed of analog circuit and high measurement accuracy of digital circuit; the two measured signals are passed into the filter to filter out the interference， and then the signal is converted into square wave through the zero-crossing comparison circuit. Finally， the square wave is input into FPGA， and the high-frequency pulse is used for interpolation and counting to realize the accurate detection of signal phase.

Keywords： phase detection; FPGA; high-frequency pulse counting

0  引  言

當今世界，科学技术日新月异，相位检测技术的重要性日益凸显。随着国家对国防建设需求的不断提升，航空航天技术的不断发展，对相位检测技术的精度和抗干扰能力提出了更高的要求[1]。在传统的相位检测系统中，需要采用电容器和电阻器共同完成相位的检测，很难达到较高的精度，对于不同频率、不同类型的信号需要进行相应的调节才能实现相位检测，不但增加了检测者的工作量，而且不能满足高精密制造对高精度相位检测技术的需求[2]。董淑豪等提出一种结合运用DDS信号发生器和模拟电路的鉴相方法[3]，将精度做到了0.000 1°，虽然精度很高，但是由于加入了DDS模块，使检测系统的制造成本大幅提高。本文提出一种基于现场可编程门阵列（Field Programmable Gate Array， FPGA）的数字相位检测系统，无须进行器件调节，就可以满足多种频率、多种类型信号的高精度检测，不但满足抗干扰要求，而且检测精度大大提高。……