原创 基于Labview的幅值和相位差测量

比较两个正弦信号的幅值和相位差广泛应用于对比测试中，如与标准信号进行标定、滤波前后信号的比对、互感器的输出等方面。时域波形可以依靠示波器观察，幅值和相位信息需要频谱分析仪测定，但其仅能对一路信号进行测试。而对于相位差的测试，一般使用动态分析仪这样的高精度仪器进行分析。频谱分析仪和动态分析仪的价位较高，因此有必要使用基于采集卡的Labview开发这方面的测试功能。

Labview中有现成的信号处理的vi（图1），可以直接分析出信号的幅值和相位信息。对两个信号可以分别得到相关信息，然后做差。

频谱测试vi

由FFT的原理可以知道，经过FFT运算，采集获得的序列变成复数，有实部和虚部。而实部和虚部的平方再开方对应的是幅值，虚部除以实部在取反正切对应的就是相位。这样的幅值和相位有若干个点，是和采样点频率有关系的，但是每个点上的幅值和相位信息是相对应的。

对于单一正弦信号，如y=Asin(ωt+φ)，检测幅值最大点对应的相位即可。其中用到了图2的vi，从相位值矩阵中找到最大值的维数。然后从相位矩阵中找到该维数的相位值。同理找出第2路信号的幅值和相位值。

数组最值vi

这种算法，如果测试有偏置的信号就无能为力了。比如信号的幅值为2V，而直流偏置为2.5V，那么检测到的幅值最大点永远是第一个直流点。观察到直流的维数为0，所以需要在应用算法之前，将直流成分去掉。需要注意的是，去掉直流对应的数据，相当于在矩阵中少了一维，在应用后续vi找最大值的维数后需要加1，再到相位矩阵中找到该维数的相位值。这样就实现了对有直流偏置的测量。

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数组索引vi             数组删除vi

如果是多个信号混合的测量，此算法将只能获得最大幅值对应的相位信息，其他信号的信息用类似的方法测试，这个还没有试过。但估计在实现知道信号成分的前提下好解决，如果是未知信号，因为去掉对应的数据后不能确定信号维数的处理方式而存在麻烦。建议使用检查到最大幅值然后在相应维数中加零的方式来解决。这个有兴趣的可以试一下。当然也可能会有其他vi或是方式来解决。