一种矢量信号检测电路设计

丛森 孟兆新

【摘要】根据同频相关原理设计了一种矢量信号检测电路，该电路用模拟电路和数字电路实现了被测正弦信号与同频正弦、余弦函数间的互相关，能够检测出和基准信号同频的信号振幅和相位，并给出了实验测试结果。

【关键词】相关分析;矢量检测;滤波器

Abstract：Based on the correlation analysis，a kind of detect circuit is designed.The circuit realizes the measurement of the sine signal with the same frequency of the basis signal.It can measure the amplitude and phase of the signall.The experiment test results has been given in the paper.

Keywords：correlation analysis;the vector detect;filter

工程中要测试的信号中往往含有各种干扰，采用了基于硬件相关技术滤除干扰和检测与基准信号同频的信号的幅值及相位信息。本文提出的基于硬件相关的矢量检测方法中，测量设备为数字集成电路，测试精度高，使用方便。这种方法可以用于从噪声背景下提取有用的正弦信号，也可以用于动平衡测试和机械装置频响函数的测试，相对于其他的检测方法，这种方法它的特点是使用方便，检测数据快速、准确、稳定。

图1 同频相关电路原理框图

图2 信号相关器原理图

图3 二阶低通滤波器原理图

1.同频相关电路原理

设计同频相关电路的基本原理是基于相关分析原理，即互相关函数同频相关，不同频不相关[2]。利用这种性质来消除掉信号中的干扰，提取有用的信息。

设x（t）表示所测信号，其函数表达式是，使其分别与同频余弦信号和同频正弦信号互相关，经整周期积分平均后（低通滤波处理），互相关函数中的都会被滤掉，这样就只剩和这两个常量，令：，通过求解：，便可求出信号x（t）的相角和幅值A。

2.同频相关电路设计

用模拟电路和数字电路实现同频相关电路原理框图如图1所示。……