关于电赛中测量高频信号各项参数方法的一些想法

弹剑作歌

电赛中常会需要测量较高频率（>1MHz）的信号的幅度、频率以及两类信号的相位差等，单片机的ADC测量这样的信号较为困难，当时我们不会用FPGA，也不太了解各种信号处理算法，就在考虑能否用模拟（逻辑）电路辅助高频信号的测量。这些参数的准确测量在电赛中太重要了，因此想发帖和大家讨论一下。下面把我们的一些想法分享给大家：
一、测幅度


1.用精密整流电路，将信号电压取绝对值，再经过低通滤波，用单片机测量滤得的直流，再乘以根号2即可得到幅度。一种电路结构如下：


2.直接用成型的RMS-DC转换芯片（如AD637等），可直接将信号的均方根值转换为直流电平。使用方便，工作稳定。
3.用峰值检测电路。峰值检测电路当时我们没有调试成功。
二、测频率
我们的方法是先用电容隔直，然后用比较器将信号转为方波，再用计数器进行分频，然后利用单片机采集计算频率。能处理的信号频率取决于比较器和计数器的性能。优势是能测量的频率范围大，计数器分频相当准确，只要信号在一个周期内的零点不多于两个就能测量。
三、测相对相位
我们的方法是将两路同源信号隔直后分别经过比较器转为方波，将两路方波作为异或门的输入，测量输出方波的占空比（可以用低通滤波转换为直流），相对相位=占空比*180°。优势是能测量的频率范围仅取决于比较器和异或门的性能，能测量各种上下对称的波形。局限是要求AB两路信号占空比为50%，否则误差会增大。实测这种方法测量正弦信号准确度较好。

在这些方面大家有什么好的想法吗？
本人及队友今年大二，没有学过电路和模电等专业课程，所提想法难免有幼稚与不周到之处，恳请大家指正。

HSSE

关于测幅度：
有人栽在前，现成芯片可能没那么好用。高频整流其实也不是很好用，因为误差和失真会非常大，除非你真的能搞到很好的器件。
关于测频率：
其实相对来说，要求测量一个高频信号频率的题还是较少的，历年题里面很少有要测高频信号频率的题，或者说拿到频率不是最终目的
关于鉴相：
你这个方法要考虑一下器件特性，器件条件允许的话实际上很好用

以及，对于射频题而言，欢迎使用AD9959+AD835正交大法（需要前置知识：解析信号与IQ调制），100M以内随便干，强烈建议所有备电赛信号题的同学预先点出这条科技树

弹剑作歌

HSSE 发表于 2025-9-24 17:23
关于测幅度：
有人栽在前，现成芯片可能没那么好用。高频整流其实也不是很好用，因为误差和失真会非常大， ...

能再具体描述一下正交大法吗，回去研究研究

HSSE

弹剑作歌 发表于 2025-9-24 22:23
能再具体描述一下正交大法吗，回去研究研究

正交调制与解调，我提的器件是对于电赛来说比较轮椅的器件组合

EIA

楼主峰值检测电路没有成功是因为什么？二极管和电阻电容搭建的峰值检测电路吗？

弹剑作歌

EIA 发表于 2025-10-13 17:20
楼主峰值检测电路没有成功是因为什么？二极管和电阻电容搭建的峰值检测电路吗？ ...

是这种，具体为什么不记得了

弹剑作歌

EIA 发表于 2025-10-13 17:20
楼主峰值检测电路没有成功是因为什么？二极管和电阻电容搭建的峰值检测电路吗？ ...

当时好像是时间比较紧，没仔细研究这个就直接用AD637代替了