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申请/专利权人：中国科学院长春光学精密机械与物理研究所

摘要：本发明涉及电容传感技术领域，尤其涉及一种动态环境下解调开关信号自动相位对齐系统及对齐方法，其中，动态环境下解调开关信号自动相位对齐方法包括：S1、逻辑电路向被测对象输出激励信号；S2、前端模拟电路输出被测对象的位置信号；S3、模数转换传感器采集相敏解调电路输出的解调信号；S4、逻辑电路根据低通滤波器输出的解调信号生成正相解调信号和反相解调信号；S5、利用CORDIC模块计算相角；S6、解调开关信号相位调整模块移动解调开关信号的相位；S7、检测解调开关信号与位置信号进行相位对齐后的相位差。本发明应用FPGA数字电路，运行频率高，抗干扰性强。

主权项：1.一种动态环境下解调开关信号自动相位对齐方法，利用动态环境下解调开关信号自动相位对齐系统实现，动态环境下解调开关信号自动相位对齐系统包括前端模拟电路、相敏解调电路和模数转换传感器，所述前端模拟电路的输入端与被测对象的输出端相连，所述前端模拟电路的输出端与所述相敏解调电路的输入端相连，所述相敏解调电路的输出端与所述模数转换传感器的输入端相连，其特征在于，还包括FPGA数字电路，所述FPGA数字电路包括逻辑电路、低通滤波器、CORDIC模块、解调开关信号相位调整模块和检测模块，所述模数转换传感器的输出端与所述FPGA数字电路的输入端相连，所述FPGA数字电路的输出端分别作用于所述相敏解调电路与所述被测对象；所述逻辑电路用于向所述被测对象施加激励，所述前端模拟电路用于采集并放大所述被测对象输出的位置信号，所述相敏解调电路用于对所述位置信号进行解调并输出解调信号，所述模数转换传感器用于采集所述解调信号，所述低通滤波器用于对所述解调信号进行滤波，所述逻辑电路用于利用滤波后的解调信号生成正相解调信号与反相解调信号，所述CORDIC模块用于对所述正相解调信号与所述反相解调信号进行反正切运算得到相角，所述解调开关信号相位调整模块用于根据所述相角移动解调开关信号的相位，使所述解调开关信号与所述位置信号进行相位对齐，所述检测模块用于判断所述解调开关信号与所述位置信号的相位是否对齐并输出所述解调开关信号，所述逻辑电路将所述解调开关信号施加于所述相敏解调电路，所述相敏解调电路根据所述解调开关信号锁定所述解调信号的频率和相位；包括如下步骤：S1、所述逻辑电路向所述被测对象输出激励信号： （1）；其中，为激励信号的幅度，为激励信号的频率；S2、所述前端模拟电路采集并放大所述被测对象的位置信息，并输出所述被测对象的位置信号x（t），设所述位置信号的相角为，则所述位置信号x（t）： （2）；其中，为位置信号的幅度；S3、所述相敏解调电路对所述位置信号进行解调，并根据所述逻辑电路输出的解调开关信号锁定所述解调信号的频率和相位，所述模数转换传感器采集所述相敏解调电路输出的解调信号： （3）；S4、所述低通滤波器将所述模数转换传感器输出的解调信号进行滤波，所述逻辑电路根据所述低通滤波器输出的解调信号生成正相解调信号： （4）；将所述解调信号的相位移动，并通过所述低通滤波器进行滤波后，获得反相解调信号: （5）；S5、所述CORDIC模块根据所述正相解调信号和所述反相解调信号计算所述相角： （6）；S6、所述解调开关信号相位调整模块根据所述步骤S5得到的相角移动所述解调开关信号的相位，使所述相敏解调电路输出的解调信号满足： （7）；S7、利用所述检测模块检测所述解调开关信号与所述位置信号进行相位对齐后的相位差，当所述相位差小于设定阈值时，判定所述解调开关信号与所述位置信号的相位对齐，当所述相位差大于等于设定阈值时，执行所述步骤S4。

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百度查询： 中国科学院长春光学精密机械与物理研究所 动态环境下解调开关信号自动相位对齐系统及对齐方法