我正在进行这个嵌入式项目，我必须通过计算其电压和电流波形之间的相位差来谐振换能器，并通过改变其频率使其为零。其中I(当前)&V(电压)在任何时刻都是相同的频率信号，但不是大约(47Khz-52kHz)的固定频率信号。我所要做的就是计算这两个信号之间的相位差。哪种方法最有效。
两个信号的FFT，然后是特定分量之间的相位差或者两个信号的互相关？或者另一个(如果有的话)？哪种方法能给我最准确的结果？以什么样的决心？采样率是否影响相位差的分辨率(可感测的最小相位差)？我是数字信号处理的新手，如果有任何错误，请纠正我
其他详细信息：-
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我的系统中的噪声可以是白/高斯噪声(不显著)&基波谐波(在谐振失配的情况下可能是重要的谐波)。
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是的，4046可以作为开关调节器的一个很好的替代方案。我正在与(NCO/DDS)合作，在那里我可以不断地缩放/重塑正弦曲线。
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模拟滤波器的实现将非常复杂，因为我需要具有高滚降率的高阶滤波器来去除谐波，所以我选择了基于DSP的滤波器，并且它易于与MATLAB DSP处理器一起工作。
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对于~50KHz(47Khz-52KHz)系统，您建议采用什么样的采样率来实现FFT或Goertzel的结果，相位分辨率优选为=<0.1度或更小，频率步长将从~1到2Hz不等。至50Hz至200Hz。
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我的频率是可变的45KHz-55Khz。。。但我的系统会知道。。。更希望知道最后馈送频率的相位误差。在FFT和数字滤波之后，可以对更多的无噪声样本执行IFFT，这些样本可以用于进一步处理。所以我想FFT可以同时完成这两项任务。。。
但我想知道相位差的准确性，因为这是关键部分。
Goertzel算法http://www.embedded.com/design/configurable-systems/4024443/The-Goertzel-Algorithm是一种相当有效的音调检测方法，它将信号分解为实分量和虚分量。我假设你可以根据需要用数字来获得相位差或极性。
分辨率与时间常数是一种设计权衡，这篇文章强调了一些问题。http://www.mstarlabs.com/dsp/goertzel/goertzel.html
附加
"可以获得什么样的精度">
这取决于。。。取决于你面临的问题(即信号电平、外部噪声等)，你有什么硬件(即adc、处理器等)，以及你如何实现你的解决方案(采样率、数值精度等)。如果没有完整的画面，我猜你能实现什么，因为Goertzel方法远非易事。
但我想，对于一个信号电平好、噪声低的高中项目来说，使用4046 PLL的相位比较器(2，因为它锁定在零度)的一种更简单的方法可能会让你降低几度。
如果你有一个高Q换能器，另一个问题是产生高分辨率的频率。有一种方法，但那是另一种途径。
更多
"基础谐波(可能意义重大)"；。。。hmm因此进行数字滤波；但是如果采样率太低，则可能存在混叠问题。此外，不匹配的抗锯齿滤波器可能会占用您的全部错误预算。十倍采样频率的经验法则似乎有点低，越高，滤波器设计就越容易。
空间窗口处理了离频问题以及更高的滚降和衰减，本文对此进行了描述。Eric Jacobsen和Richard Lyons在数字信号处理中的滑动谱分析http://www.amazon.com/Streamlining-Digital-Signal-Processing-Guidebook/dp/1118278380
在我之前的项目中，在检测到任何一个载波后，我对巨大噪声中频率变化的时间感兴趣。由于载波相位产生的不稳定性，相位误差从未静止过，无法量化，所以我无法比你更好地猜测你的项目条件可能会得到什么。
不要偏离芯片的答案(我投了赞成票！)，但其他一些选项是：
- 互相关。在我的脑海中，我不确定这与Goertzel算法之间的性能差异，但两者都应该在嵌入式系统上可行
- 特设方法。例如，我会尝试这样的方法：带通信号以消除噪声，找到峰值并测量峰值之间的时间差。这可能会更有效，而且，如果你做了合理的工作，抛出异常值并处理环绕，应该是非常健壮的。带通滤波器本身会改变相位，所以你必须确保对两个信号应用完全相同的滤波器
如果输入信噪比不太差，则可以基于过零检测构建计算高效的解决方案。另外，看看http://www.metrology.pg.gda.pl/full/2005/M&MS_2005_427.pdf，用于相位差检测算法的良好比较，包括过零检测算法。
如果信号频率准确已知，则计算DFT的1位(或使用类似的复数Goertzel块滤波器)将起作用。(将DFT仓或Goertzel设置为该频率)。
如果频率不完全已知，可以尝试使用带有FFTshift的FFT来插值频率幅度峰值，然后为两个信号中的每一个插值该频率下的相位。FFT还允许您对数据进行窗口处理，如果频率不完全以二进制为中心(或完全以Goertzel滤波器频率为中心)，这可能会提高相位估计的准确性。不同的窗口可以提高"仓之间"频率的相位估计精度。Blackman Nutall窗口将比矩形窗口更好，但可能有更好的窗口选择。
相位测量精度将取决于S/N比、对两个(假定静止)信号进行采样的时间长度，以及可能使用的窗口。
如果您有一个跟踪每个输入的锁相环(PLL)，那么您可以减去(发电机组件的)相位系数来确定相位之间的偏移。这也将对噪声具有鲁棒性。