detector de fase sensible

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Estoy trabajando en un detector sensible a la fase que utiliza un FPGA para el procesamiento de la señal. Para una entrada de una sinusoide pura con frecuencia conocida y en el rango de 1 Vrms, necesito encontrar la fase de la entrada en Referencia a una señal de referencia producida. Mi matemática es la siguiente: $$ A * sin (w_0t + \ phi) * sin (w_0t) = \ frac {A} {2} [cos (\ phi) -cos (2w_0t + \ phi)] $$ $$ A * sin (w_0t + \ phi) * cos (w_0t) = \ frac {A} {2} [sin (\ phi) + sin (2w_0t + \ phi)] $$

donde mi señal de entrada es $$ A * sin (w_0t + \ phi) $$ Voy a filtrar los componentes de frecuencia más grandes y me quedará con $$ sin (\ phi),  cos (\ phi) $$ con el que puedo determinar la fase a partir de ahí.

Luego me di cuenta de que tengo que dar un desplazamiento de CC a la señal de entrada para la conversión A-D, porque ADC tiene un rango de 0-Va. Me perdí allí. La nueva ecuación se parece a $$ [V_ {off} + A * sin (w_0t + \ phi)] * sin (w_0t) = V_ {off} * sin (w_0t) + \ frac {A} {2} [cos (\ phi) -cos (2w_0t + \ phi)] $$ ¿Debo filtrar las frecuencias w_0 y superiores? Necesito un poco de tranquilidad. ¿Hay una mejor manera?

    
pregunta zeb

2 respuestas

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Tu enfoque está bien. Puede ayudar a pensar que es un DFT (transformada discreta de Fourier) de "un canal".

Lo que te falta es el hecho de que si hay un sesgo de DC en los datos de ADC, esto se convierte por la multiplicación en componentes de AC que tienen una media cero siempre que el período de integración sea un número entero de ciclos de su referencia ω 0 . Estos componentes se filtrarán y no tendrán ningún efecto en sus salidas Asin (Φ) y Acos (Φ).

    
respondido por el Dave Tweed
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¿Hay una mejor manera?

Puedes hacer lo que la mayoría de la gente llamaría, una exclusiva o una puerta: -

Convierte tu onda sinusoidal y la fase de referencia en ondas cuadradas (usando un comparador) y simplemente las alimenta al EXOR. El nivel promedio de la salida representa la fase entre las dos señales. En el ejemplo 1 que es cero, en el ejemplo 2, el nivel promedio ha aumentado. En el ejemplo 3, las dos señales están casi en la fase de salida y el nivel promedio es casi un nivel analógico equivalente a la lógica 1. En el ejemplo 4, las dos señales son antifase y la salida = lógica 1.

El punto medio, es decir, a mitad de camino entre 0 y el nivel lógico 1 es de 90 grados.

    
respondido por el Andy aka

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