[科普中国]-鉴相测量

鉴相指将相位差的变化转换成输出电压的变化，即调相的逆变换，以此实现调相波解调的过程。

定义编辑

鉴相就是通过电路或者算法实现对两路电路的相位差进行鉴别的方法。从总体上分，鉴相方法包括模拟鉴相方法和数字鉴相方法。[1]

在《鉴相方法的分析与比较》一文中，介绍了干涉仪测向中模拟和数字两种相位差测量方法，通过计算对这两种鉴相方法进行了分析，最后对它们进行了比较分析。[1]

鉴相技术编辑

鉴相技术分为模拟鉴相技术和数字鉴相技术两种。其中模拟鉴相技术又包括乘积型模拟鉴相技术、微波鉴相技术、基于FFT（快速傅里叶变换）的鉴相技术以及数字同步解调鉴相技术等。[2]

模拟鉴相技术1.乘积型鉴相技术。

它首先是把两路信号相乘，然后将乘积结果通过低通滤波器，即得到关于两路信号相位差的函数，以达到鉴相的目的。[2]

由于应用该技术的乘积型鉴相器中含有滤波器，用在锁相环中，利用锁相环良好的跟踪特性，可以在几十兆赫兹的频率上，实现几十赫兹甚至几赫兹的滤波，从而将混入输入信号中的噪声和干扰滤掉。模拟乘法器的输出电压随输入信号的振幅而变化，因此，作为鉴相器的增益受到振幅变化的影响，因而很少使用；但是输入信号中包含噪声等特殊的锁相环电路中却经常使用这种乘法模拟鉴相器。在一些情况下，乘积型模拟鉴相器还可以用作鉴频器。[2]

2.微波鉴相技术。

简单的应用微波鉴相技术的微波鉴相器，由90°定向耦合器、平方律检波器和差分放大器组成，首先将2路信号输入耦合器进行耦合，然后分别输入两个平方律检波器，再将结果进行差分放大。[2]

微波鉴相器是瞬时测频接收机、相位干涉仪测向接收机等的核心部件，在电子对抗侦查系统中发挥着重要作用，具有简单、可靠性高的优点。微波鉴相，顾名思义是用于比较微波之间的相位差。微波鉴相还分为二极管单平衡微波鉴相和二极管双平衡微波鉴相。这两种鉴相方式也具有检测微波功率的功能。然而，二极管双平衡鉴相器的混频器不宜工作在大信号状态，即限定了它能测量的信号幅度上限。另外，通过多个微波鉴相组合成鉴相器组件，还可以实现测频功能。微波鉴相相对输入的射频信号直接进行比相处理，受通道的高增益及宽动态要求，通道间相位一致性指标随着频率的升高会变得敏感、难以控制，其工作带宽不宜过宽。[2]

鉴相器编辑

鉴相器（phasedetector）是能够鉴别出输入信号的相差的器件，是使输出电压与两个输入信号之间的相位差有确定关系的电路。它是PLL，即锁相环的重要组成部分。

分类鉴相器通常可分为模拟鉴相器和数字型鉴相器。对于集成电路鉴相器，常用的电路有乘积型鉴相器和门电路鉴相器。[3]

主要技术指标鉴相器的主要技术指标有：鉴相特性曲线、鉴相灵敏度、线性鉴相范围等。[1]

鉴相特性曲线就是鉴相器输出信号的电压值与两输入信号的相位差之间的函数系曲线，有正弦型的余弦型的、三角型的、锯齿型等的。[1]

鉴相灵敏度又称为鉴相器的增益，是鉴相器的主要技术指标。它是鉴相特性曲线在某一点处的斜率值，单位用伏/弧度来表示。通常情况下，鉴相灵敏度越大，越有利于抑制相位噪声和系统杂散的噪声，起到稳定电路的作用。[1]

线性鉴相范围是表示当输出的电压与输入的两信号之间的相位差为线性关系时，鉴相器所允许的输入两信号相位差的最小值到最大值的区间。这时鉴相器的一个非常重要的技术指标。一般肯定是要求鉴相范围越大越好，可以鉴别所有相位差，就不再是一个约束条件。一般数字算法鉴相的线性鉴相范围较大，几乎所有的相位差都能测。而数字电路鉴相电路的线性鉴相范围就比较小，在这一点上性能相对较差。[1]

用途鉴相器广泛应用于调频信号的解调、锁相技术、频率合成技术和测量仪器中。它的作用是从输入调相波ode相位信息中解调处原调制信号电压，即实现对调相波的解调。[4]

通信原理与基本技术

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产品简介编辑

专为国内外振动数据采集仪动平仪配套设计，用作转速测量与鉴相位。可替代国外光电鉴相器（订货时用户需说明供电要求、脉冲极性及配套国外仪器的型号）。

产品特点编辑

体积小配置灵活。远红外反射型测量，高频调制，灵敏度高，不受外界光的影响，稳定可靠。

技术指标编辑

1．频率范围：0～500Hz，准确度取决于所配用仪器的准确度。

2．测量距离：50mm。

3．输出脉冲极性和振幅：正或负极性，0～±4.5V，根据配套仪器来选定。

4．供电：DC 5～9V ,20mA。由交流适配电源或锂电池供电，由用户选定。

产品配置编辑

1：光电鉴相器：1支。

2：万向磁力支撑架：1套。

3：传输电缆： 20米 1根。

4：适配电源： +5V DC,150mA。

本词条内容贡献者为:

黎明 - 副教授 - 西南大学