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随着电子信息技术的飞速发展,相位测量技术作为一种非常重要的信号特征检测手段,越来越受到科研人员的关注。而目前国内市场上自主相位测量仪产品测量精度低,种类少,已经逐渐不能满足实际工程应用的需求。基于此种情况,本文设计了一款基于FPGA的相位测量仪。该相位测量仪具有两种功能:产生两路频率相同、相位差可调的正弦波信号;测量两路同频正弦信号相位差。首先,本文分别介绍了目前工程中经常使用的同频相位差可调信号发生器实现方案与双路同频信号相位差测量的实现原理以及它们的不足之处;然后提出了本次系统实现方案:一片FPGA控制一片专用高集成度,相位偏移精度达0.022°的DDS芯片AD9959生成双路频率相同,相位差可调的正弦波信号;控制一片16位同步采集ADC芯片AD7606对双路同频正弦信号进行数据采集,采集回来的数据在FPGA内进行逻辑运算,完成相位差测量的功能。其次,对系统的硬件电路各功能模块进行了详细介绍,然后采用硬件描述语言实现FPGA各部分的逻辑功能,并对各逻辑功能中的难点作了重点介绍;采用成熟的开源图形界面框架QT编写系统的上位机,上位机将采用3σ准则和均值滤波法则剔除粗大测量值之后的测量数据以曲线图形的方式实时直观地显示出来。最后在完成系统各模块软硬件设计和调试的基础上,用相应的仪器对系统进行整体功能验证测试。结果表明,同频相位差可调正弦信号频率稳定度达到10-4级别,相位差精度为±0.1°以内;并对目标频点的双路正弦信号预置相位差进行测量,分析测量结果,可知数字过零鉴相法粗测精度能够达到±0.5°,相关函数法和傅里叶变换法测量精度能够达到±0.1°,所有功能精度指标均符合预期设计目标。