4] 下面說明90°和270°正交相位驗證的過程：
[0065] 1)90。正交驗證
[0066] 第一步，標(biāo)準(zhǔn)相位源輸出標(biāo)稱90°的正交向量電壓UjPU2;
[0067] 第二步，用相位采樣測量系統(tǒng)測量上述正交向量電壓，如圖2(a)所示。采樣測量系 統(tǒng)的電壓通道1測量向量電壓山，采樣測量系統(tǒng)的電壓通道2測量向量電壓U 2,相位采樣測量 系統(tǒng)測得向量電壓U1和U2之間的相位差為約_。_
[0068] 第三步，互換相位采樣測量系統(tǒng)的電壓通道，并改變向量電壓山的方向（高低互 換），如圖2(b)所示。用相位采樣測量系統(tǒng)再次測得標(biāo)準(zhǔn)相位源輸出的上述正交向量電壓， 即采樣測量系統(tǒng)的電壓通道1測量向量電壓U 2,采樣測量系統(tǒng)的電壓通道2測量向量電壓-Ul，相位采樣測量系統(tǒng)測得U2和-Ul之間的相位差為史2。
[0069] 第四步，正交相位誤差計算。電壓向量圖如圖3(a)所示。設(shè)采樣測量系統(tǒng)的90°正 交相位測量誤差為δι，設(shè)標(biāo)準(zhǔn)相位源標(biāo)稱90°正交輸出相位誤差為，外-爸為相位測量 系統(tǒng)測量被測向量電壓Ui和U2之間的標(biāo)稱90°相位差的真值，而標(biāo)稱相位值減去相位誤差 △約為標(biāo)準(zhǔn)相位源輸出標(biāo)稱90°相位差的真值，它們之間是相等的，即同一個相位量，則有
[0070] 灼-<5； : %。- Δ 灼 (64 )
[0071]同理有
[0072] Ψ?-^Λ =90ο + Δ?9ι： (5)
[0073] 式中：納--米樣測量系統(tǒng)測得向量電壓Ui和U2之間的相位差；
[0074] Ψι--米樣測量系統(tǒng)測得向量電壓U2和-Ui之間的相位差；
[0075] hfx--標(biāo)準(zhǔn)相位源標(biāo)稱90°正交輸出相位誤差；
[0076] 相位采樣測量系統(tǒng)的90°正交測量誤差。
[0077]由式(4)和式(5)，可得：
[0080] 2) 270。正交驗證
[0081 ] 第一步，標(biāo)準(zhǔn)相位源輸出標(biāo)稱270°的正交向量電壓UjPU2;
[0082] 第二步，用相位采樣測量系統(tǒng)測量上述正交向量電壓，如圖2(a)所示。采樣測量系 統(tǒng)的電壓通道1測量向量電壓山，采樣測量系統(tǒng)的電壓通道2測量向量電壓U 2,相位采樣測量 系統(tǒng)測得Ul和U2之間的相位差為史3 β
[0083] 第三步，互換采樣測量系統(tǒng)的電壓通道，并改變測量向量電壓山的方向，如圖2(b) 所示。用相位采樣測量系統(tǒng)再次測得標(biāo)準(zhǔn)相位源輸出的上述正交向量電壓，即采樣測量系 統(tǒng)的電壓通道1測量向量電壓u 2,采樣測量系統(tǒng)的電壓通道2測量向量電壓，相位采樣測 量系統(tǒng)測得正交向量電壓U2和HJl之間的相位差為04.。
[0084]第四步，正交相位誤差計算。電壓向量圖如圖3(b)所示。設(shè)采樣測量系統(tǒng)的270°正 交相位測量誤差為S2，設(shè)標(biāo)準(zhǔn)相位源標(biāo)稱270°正交輸出相位誤差為Δρ2，則有
[0085] Ψ3-Α =270°-A(p2 (6)
[0086] φΑ - S2 ^270° + Αφ2 (7)
[0087] 式中：約--米樣測量系統(tǒng)測得向量電壓Ui和U2之間的相位差；
[0088] 米樣測量系統(tǒng)測得向量電壓U2和-Ui之間的相位差；
[0089] A巧--標(biāo)準(zhǔn)相位源標(biāo)稱270°正交輸出相位誤差；
[0090] δ2--相位采樣測量系統(tǒng)的270°正交相位測量誤差 [0091]由式(6)和式(7)，可得：
[0094] 上面方案中，由于雙卡四通道高速數(shù)字化儀的差分采樣系統(tǒng)，克服了采樣卡低端 接地引入共模干擾問題，提高了寬頻功率測量的重復(fù)性和穩(wěn)定性，從而解決了相位測量系 統(tǒng)高低端換向問題。測量裝置采用了銣時鐘，減小了采樣時基的相位噪聲，提高了采樣頻率 的穩(wěn)定性，從而提高了相位測量的重復(fù)性和準(zhǔn)確性。采用基于銣時基的差分采樣系統(tǒng)，克服 了采樣時鐘的抖動和噪聲，提高了雙卡采樣的同步性，提高了相位測量的準(zhǔn)確度。采用了反 向互易的驗證過程解決了正交相位的驗證問題，與0°和180°-樣具有基準(zhǔn)特性。
[0095] 以上所述僅是本發(fā)明的優(yōu)選實施方式，應(yīng)當(dāng)指出，對于本技術(shù)領(lǐng)域的普通技術(shù)人 員來說，在不脫離本發(fā)明原理的前提下，還可以做出若干改進和潤飾，這些改進和潤飾也應(yīng) 視為本發(fā)明的保護范圍。此外，盡管本說明書中使用了一些特定的術(shù)語，但這些術(shù)語僅僅是 為了方便說明，并不對本發(fā)明構(gòu)成任何限制。
【主權(quán)項】
1. 一種正交基準(zhǔn)相位的驗證方法，包括標(biāo)準(zhǔn)相位源和相位采樣測量系統(tǒng)，其特征在于： 該相位采樣測量系統(tǒng)包括兩個雙通道采樣卡、控制器和時鐘，其中兩個雙通道采樣卡構(gòu)成 相位采樣測量系統(tǒng)兩個電壓通道。具體驗證方法為： 第一步，標(biāo)準(zhǔn)相位源輸出標(biāo)稱90°或270°的正交向量電壓化和化； 第二步，用相位采樣測量系統(tǒng)測量上述正交向量電壓，采樣測量系統(tǒng)的電壓通道1測量 向量電壓化，采樣測量系統(tǒng)的電壓通道2測量向量電壓化，相位采樣測量系統(tǒng)測得到向量電 壓化和化之間的相位差； 第Ξ步，互換采樣測量系統(tǒng)的電壓通道，并改變測量向量電壓化的方向，用相位采樣測 量系統(tǒng)再次測得標(biāo)準(zhǔn)相位源輸出的上述正交向量電壓，即采樣測量系統(tǒng)的電壓通道1測量 向量電壓化，采樣測量系統(tǒng)的電壓通道2測量向量電壓-化，相位采樣測量系統(tǒng)測得到化和- 化之間的相位差； 第四步，正交相位誤差計算，由于相位差減去相位測量誤差的值與正交角度值減去輸 出相位誤差的值相等，通過將上述兩個相位差與相位采樣測量系統(tǒng)的正交相位測量誤差W 及標(biāo)準(zhǔn)相位源標(biāo)稱正交輸出相位誤差構(gòu)成兩個二元一次方程，則可計算出正交相位誤差值 正交相位測量誤差及標(biāo)準(zhǔn)相位源標(biāo)稱正交輸出相位誤差。2. -種正交基準(zhǔn)相位的驗證方法，包括標(biāo)準(zhǔn)相位源和相位采樣測量系統(tǒng)，其特征在于： 該相位采樣測量系統(tǒng)包括兩個雙通道采樣卡、控制器和時鐘，其中兩個雙通道采樣卡構(gòu)成 相位采樣測量系統(tǒng)兩個電壓通道。具體驗證方法為： 第一步，標(biāo)準(zhǔn)相位源輸出標(biāo)稱90°的正交向量電壓化和化； 第二步，用相位采樣測量系統(tǒng)測量上述正交向量電壓，采樣測量系統(tǒng)的電壓通道1測量 向量電壓化，采樣測量系統(tǒng)的電壓通道2測量向量電壓化，相位采樣測量系統(tǒng)測得向量電壓 化和化之間的相位差為約； 第Ξ步，互換采樣測量系統(tǒng)的電壓通道，并改變測量向量電壓化的方向，用相位采樣測 量系統(tǒng)再次測得標(biāo)準(zhǔn)相位源輸出的上述正交向量電壓，即采樣測量系統(tǒng)的電壓通道1測量 向量電壓化，義樣測量系統(tǒng)的電壓通道2測量向量電壓-Ui，相位義樣測量系統(tǒng)測得化和-Ui 之間的相位差為將; 第四步，正交相位誤差計算，設(shè)采樣測量系統(tǒng)的90°正交相位測量誤差為δι，設(shè)標(biāo)準(zhǔn)相位 源標(biāo)稱90°正交輸出相位誤差為Δ倒，巧-為為相位測量系統(tǒng)測量被測向量電壓化和化之間 的標(biāo)稱90°相位差的真值，而標(biāo)稱相位值減去相位誤差Δ巧為標(biāo)準(zhǔn)相位源輸出標(biāo)稱90°相位 差的真值，它們之間是相等的，即同一個相位量，則有 約-句二撕0-Δ約 （1) 同理有 焊-撕。+ Δ@ 掛 式中：0 -一采樣測量系統(tǒng)測得向量電壓化和化之間的相位差； 巧 義樣測量系統(tǒng)測得向量電壓化和-Ui之間的相位差； Δ巧一-標(biāo)準(zhǔn)相位源標(biāo)稱90°正交輸出相位誤差； δι-相位采樣測量系統(tǒng)的90°正交測量誤差。 由式(1)和式(2)，可得：3. -種正交基準(zhǔn)相位的驗證方法，包括標(biāo)準(zhǔn)相位源和相位采樣測量系統(tǒng)，其特征在于： 該相位采樣測量系統(tǒng)包括兩個雙通道采樣卡、控制器和時鐘，其中兩個雙通道采樣卡構(gòu)成 相位采樣測量系統(tǒng)兩個電壓通道。具體驗證方法為： 第一步，標(biāo)準(zhǔn)相位源輸出標(biāo)稱270°的正交向量電壓化和化； 第一步，標(biāo)準(zhǔn)相位源輸出標(biāo)稱270°的正交向量電壓化和化； 第二步，用相位采樣測量系統(tǒng)測量上述正交向量電壓，采樣測量系統(tǒng)的電壓通道1測量 向量電壓化，采樣測量系統(tǒng)的電壓通道2測量向量電壓化，相位采樣測量系統(tǒng)測得向量電壓 化和化之間的相位差為碼。 第Ξ步，互換采樣測量系統(tǒng)的電壓通道，并改變測量向量電壓化的方向，用相位采樣測 量系統(tǒng)再次測得標(biāo)準(zhǔn)相位源輸出的上述正交向量電壓，即采樣測量系統(tǒng)的電壓通道1測量 向量電壓化，采樣測量系統(tǒng)的電壓通道扣則量向量電壓-化，相位采樣測量系統(tǒng)測得正交向量 電壓化和-Ui之間的相位差為％。. 第四步，正交相位誤差計算，設(shè)相位采樣測量系統(tǒng)的270°正交相位測量誤差為δ2，設(shè)標(biāo) 準(zhǔn)相位源標(biāo)稱270°正交輸出相位誤差為Δ口2 '則有式中：巧一一采樣測量系統(tǒng)測得向量電壓化和化之間的相位差； 碼一一采樣測量系統(tǒng)測得向量電壓化和-Ui之間的相位差； Δ 口:一一標(biāo)準(zhǔn)相位源標(biāo)稱270°正交輸出相位誤差； δ2一一采樣測量系統(tǒng)的270°正交相位測量誤差。 由式(3)和式(4)，可得：4. 根據(jù)權(quán)利要求2或3所述的驗證方法，其特征在于:所述時鐘為高精度時鐘，例如鋼時 鐘。5. 根據(jù)權(quán)利要求2或3所述的驗證方法，其特征在于:所述雙通道采樣卡優(yōu)選為ΝΙ ΡΧΙ- 5922雙通道采樣卡，控制器優(yōu)選為ΝΙ ΡΧΙ-8110控制器。6. -種正交基準(zhǔn)相位的驗證裝置，包括標(biāo)準(zhǔn)相位源和相位采樣測量系統(tǒng)，其特征在于： 該相位采樣測量系統(tǒng)包括兩個雙通道采樣卡、控制器和時鐘。其中，采樣卡1的通道1和通道 2構(gòu)成相位采樣測量系統(tǒng)的電壓通道1，采樣卡2的通道1和通道2構(gòu)成相位采樣測量系統(tǒng)的 電壓通道2。標(biāo)準(zhǔn)相位源能提供兩路正交輸出電壓，且每一路輸出電壓連接到相位采樣系統(tǒng) 的一路電壓通道，構(gòu)成浮地差分采樣，兩路差分采樣值輸入控制器并進行DFT分析計算。7. 根據(jù)權(quán)利要求6所述的驗證裝置，其特征在于：其中標(biāo)準(zhǔn)相位源提供標(biāo)稱90°和270° 正交電壓相位。8. 根據(jù)權(quán)利要求6所述的驗證裝置，其特征在于:所述雙通道采樣卡優(yōu)選為NIPXI-5922 雙通道采樣卡，控制器優(yōu)選為NI PXI-8110控制器。9. 根據(jù)權(quán)利要求6所述的驗證裝置，其特征在于:所述時鐘為高精度時鐘，例如鋼時鐘。10. 根據(jù)權(quán)利要求6-9任一項所述的驗證裝置，其特征在于:使用該裝置執(zhí)行權(quán)利要求 1-5任一項所述的方法。
【專利摘要】一種正交基準(zhǔn)相位的驗證方法及其裝置，具體驗證方法為：第一步，標(biāo)準(zhǔn)相位源輸出標(biāo)稱90°或270°的正交向量電壓U1和U2；第二步，用相位采樣測量系統(tǒng)測量上述正交向量電壓，采樣測量系統(tǒng)的電壓通道1測量向量電壓U1，采樣測量系統(tǒng)的電壓通道2測量向量電壓U2，相位采樣測量系統(tǒng)測得向量電壓U1和U2之間的相位差為第三步，互換采樣測量系統(tǒng)的電壓通道，并改變測量向量電壓U1的方向，相位采樣測量系統(tǒng)測得U2和-U1之間的相位差為第四步，正交相位誤差計算，設(shè)相位采樣測量系統(tǒng)的正交相位測量誤差為δ，設(shè)標(biāo)準(zhǔn)相位源標(biāo)稱正交輸出相位誤差為并根據(jù)上述兩個相位差的值構(gòu)建兩個二元一次方程，則可計算出正交相位誤差值δ和
【IPC分類】G01R25/00
【公開號】CN105699772
【申請?zhí)枴緾N201610039057
【發(fā)明人】金海彬, 游立, 胡志遠(yuǎn), 彭誠
【申請人】北京東方計量測試研究所
【公開日】2016年6月22日
【申請日】2016年1月20日