LT6596B - Method and device for sampling of the periodic signal with a probability rarely repeating fragments of a random form by measuring the phase - Google Patents
Method and device for sampling of the periodic signal with a probability rarely repeating fragments of a random form by measuring the phase Download PDFInfo
- Publication number
- LT6596B LT6596B LT2018535A LT2018535A LT6596B LT 6596 B LT6596 B LT 6596B LT 2018535 A LT2018535 A LT 2018535A LT 2018535 A LT2018535 A LT 2018535A LT 6596 B LT6596 B LT 6596B
- Authority
- LT
- Lithuania
- Prior art keywords
- strobing
- oscillation
- vibration
- harmonic
- support
- Prior art date
Links
- 238000000034 method Methods 0.000 title claims abstract description 46
- 230000000737 periodic effect Effects 0.000 title claims abstract description 10
- 239000012634 fragment Substances 0.000 title claims description 4
- 238000005070 sampling Methods 0.000 title abstract description 13
- 230000010355 oscillation Effects 0.000 claims abstract description 81
- 238000012360 testing method Methods 0.000 claims abstract description 53
- 238000012545 processing Methods 0.000 claims abstract description 35
- 230000001427 coherent effect Effects 0.000 claims abstract description 13
- 238000005259 measurement Methods 0.000 claims description 14
- 230000001360 synchronised effect Effects 0.000 claims description 7
- 238000011835 investigation Methods 0.000 claims description 6
- 239000010453 quartz Substances 0.000 claims description 6
- VYPSYNLAJGMNEJ-UHFFFAOYSA-N silicon dioxide Inorganic materials O=[Si]=O VYPSYNLAJGMNEJ-UHFFFAOYSA-N 0.000 claims description 6
- 238000006243 chemical reaction Methods 0.000 claims description 2
- 230000001131 transforming effect Effects 0.000 claims description 2
- 238000013461 design Methods 0.000 abstract description 4
- 238000005516 engineering process Methods 0.000 abstract description 2
- 240000007320 Pinus strobus Species 0.000 description 20
- 230000007704 transition Effects 0.000 description 6
- 230000003252 repetitive effect Effects 0.000 description 4
- 238000003491 array Methods 0.000 description 3
- 230000007423 decrease Effects 0.000 description 3
- 238000010586 diagram Methods 0.000 description 3
- 230000003044 adaptive effect Effects 0.000 description 2
- 230000005540 biological transmission Effects 0.000 description 2
- 238000010276 construction Methods 0.000 description 2
- 230000001404 mediated effect Effects 0.000 description 2
- 238000004458 analytical method Methods 0.000 description 1
- 238000013459 approach Methods 0.000 description 1
- 230000001174 ascending effect Effects 0.000 description 1
- 238000004364 calculation method Methods 0.000 description 1
- 230000001186 cumulative effect Effects 0.000 description 1
- 238000001514 detection method Methods 0.000 description 1
- 238000001914 filtration Methods 0.000 description 1
- 238000005192 partition Methods 0.000 description 1
- 238000002310 reflectometry Methods 0.000 description 1
- 230000004044 response Effects 0.000 description 1
Landscapes
- Tests Of Electronic Circuits (AREA)
- Measurement Of Resistance Or Impedance (AREA)
- Measurement Of Mechanical Vibrations Or Ultrasonic Waves (AREA)
Abstract
Description
Technikos sritisTechnical field
Išradimas priklauso elektroninės matavimo įrangos sričiai ir yra susijęs su plačiajuosčiais stroboskopiniais osciloskopais. Išradimas priskiriamas elektrinių kintamųjų matavimo schemoms, skirtoms kintamųjų laikinėms priklausomybėms parodyti ir yra taikomas periodiniams signalams su galimai retai pasikartojančiais atsitiktinės formos fragmentais (pseudo atsitiktiniams signalams) matuoti, tiksliau tiriamojo signalo pasikartojančio strobavimo, matuojant fazę, būdui ir įrenginiui. Stroboskopinio osciloskopo precizinės laiko bazės yra plačiai naudojamos matuojant periodinius arba pasikartojančius signalus sistemose, kuriose prieinami arba gali būti atstatyti sistemos taktiniai (atraminiai) virpesiai. Pažymėtina, kad stroboskopiniuose osciloskopuose tiriamojo signalo imties vertė taikoma šio signalo „taškui“ vaizduoti osciloskopo ekrane strobavimo momentu. Todėl yra ypatingai svarbu žinoti ne tik imties vertę, bet ir jos tikslią padėtį laiko ašyje.The present invention relates to the field of electronic measuring equipment and relates to wideband stroboscopic oscilloscopes. BACKGROUND OF THE INVENTION The present invention relates to electric variable metering schemes for displaying time dependencies of variables and is used to measure periodic signals with possibly infrequent pseudorandom signals, more specifically, a method and apparatus for repetitively striking a test signal during phase measurement. The precision time bases of a stroboscopic oscilloscope are widely used to measure periodic or repetitive signals in systems where system tactical (support) oscillations are available or can be restored. It should be noted that in stroboscopic oscilloscopes the sample value of the test signal is used to represent the "point" of this signal on the oscilloscope screen at the time of strobing. Therefore, it is extremely important to know not only the value of the sample but also its exact position on the time axis.
Technikos lygisState of the art
Žinomas daugkartinio strobavimo laiko bazės įrenginys, skirtas vienu metu matuoti kelis, galimai nesinchroninius tiriamuosius signalus. Tam viename osciloskope numatyta atitinkamas laiko bazės įrenginių skaičių. Laiko bazės įrenginiai gali naudoti išorinius atraminius virpesius, arba gaminti juos iš pačių tiriamųjų signalų. Aprašytas Weem J.P.P. Multiple Timebase Sampling Scope. Patent US 2017/0346555A1, Nov. 30, 2017. Trūkumas - imčių laiko padėtį nustato tik vienu būdu, atraminį virpesį prieš strobavimą išskleidžiant į dvi kvadratūrines dedamąsias (fazių skirtumas tarp jų - 90 laipsnių). Siūlomas būdas iš esmės nėra plačiajuostis t. y. pasikeitus atraminio virpesio dažniui kvadratūrinį skleidimo įrenginį, siekiant išlaikyti 90 laipsnių fazių skirtumą, būtina derinti.Known multiple-strobing time-base device for simultaneous measurement of multiple, potentially non-synchronous test signals. For this, one oscilloscope provides the appropriate number of time-base devices. Time base devices can use external support oscillations, or produce them from the test signals themselves. Described by Weem J.P.P. Multiple Timebase Sampling Scope. Patent US 2017 / 0346555A1, Nov. Disadvantage - The sampling time position is determined only one way by folding the support vibration before strobing into two quadrature components (phase difference of 90 degrees). The proposed method is essentially not broadband t. y. when the oscillation frequency of the support oscillates, the quadrature diffuser must be adjusted to maintain a 90 degree phase difference.
Žinomas reflektometrinio matavimo sistemose naudojama laiko bazė, grįstą koherentinio tarpuojamo strobavimo metodu. Patentuotą sistemą sudaro koherentinio tarpuojamo strobavimo laiko bazė, laiko bazės strobimpulsų generatorius, reflektometrinis strobimpulsų generatorius, stroboskopinių keitiklių modulis ir valdymo bei duomenų apdorojimo įrenginys su nuosava atmintimi. Aprašytas Ems S., Kreymerman S., Pupalaikis P.J. Time Domain Reflectometry in a Coherent Interleaved Sampling Timebase. Patent US 8,390,300 B2, Mar. 5, 2013. Pagrindinis išradimo trūkumas - ypatingai komplikuotas įgyvendinimas laiko bazės įrenginio, gristo koherentinio tarpuojamo strobavimo metodu.Known reflectometric measurement systems employ a time base based on coherent mediated strobing. The patented system consists of a coherent time-strobing time base, a time base strobe pulse generator, a reflectance meter strobe pulse generator, a strobe transducer module, and a control and data processing unit with its own memory. Described by Ems S., Kreymerman S., Puppet P.J. Time Domain Reflectometry in a Coherent Interleaved Sampling Timebase. U.S. Patent No. 8,390,300 B2, Mar. 5, 2013. The main disadvantage of the invention is the extremely complicated implementation of a time-base device, which is a coherent mediated strobing method.
Žinomas adaptyvių impulsų pločio laiko srities reflektometras, kurį sudaro impulsų generatorius testiniams impulsams generuoti, diferencialiniai siųstuvas ir imtuvas tiriamosioms linijoms prijungi, analoginis skaitmeninis keitiklis atsako signalams matuoti, valdymo procesorius ir nuosekliojo strobavimo (iš patento konteksto) laiko bazės įrenginys. Laiko bazės įrenginys užtikrina precizinį laiko intervalų tarp siunčiamų ir atspindėtų impulsų matavimą. Nuo šio matavimo neapibrėžties priklauso gedimo vietos tiriamojoje linijoje aptikimo tikslumas. Išmatuoti laiko intervalai padalinti strobimpulsais. Aprašytas Wyar P.F., VViIliams J.G. Adaptive Pulse Width Time Domain Reflectometer. Patent US 8,222,906 B2, Jul. 17, 2012. Žinomos laiko bazės trūkumas - pritaikytas nuoseklusis strobavimas, kurio įgyvendinimui būtina užtikrinti vėlinimą tarp išsiųsto testinio impulso ir pirmo strobimpulso matuojamame laiko intervale. Be šio vėlinimo neįmanoma matuoti trumpus laiko intervalus, kurie atitinka mažąjį atstumą (/< tv, čia t - strobimpulsų pasikartojimo periodas, v - strobimpulsų sklidimo linijoje greitis) strobimpulsų sklidimo linijoje greitis) iki gedimo vietos tiriamojoje linijoje.A well-known adaptive pulse width time reflectometer comprising a pulse generator for generating test pulses, a differential transmitter and receiver for connecting test lines, an analogue-to-digital converter for measuring response signals, a control processor, and a sequential strobing (from patent context) time base unit. The time base unit provides accurate measurement of time intervals between transmitted and reflected pulses. The uncertainty of this measurement depends on the accuracy of the fault location detection on the test line. The measured time intervals were divided by strobe pulses. Described by Wyar P.F., VViIliams J.G. Adaptive Pulse Width Time Domain Reflectometer. U.S. Patent No. 8,222,906 B2, Jul. 17, 2012. The disadvantage of a known time base is the application of sequential strobing, which requires a delay between the sent test pulse and the first strobe pulse in the measured time interval. Without this delay, it is not possible to measure short time intervals corresponding to the short distance (/ <tv, where t is the repetition period of the strobes, v is the velocity of strobes on the line) to the point of failure on the test line.
Yra žinomas atsitiktinio strobavimo įtaisas, grįstas atraminio virpesio fazės matavimu. Šį įrenginį sudaro septyni pagrindiniai blokai: 1 - tiriamojo signalo stroboskopinis keitiklis, 2 - strobavimo impulsų generatorius, 3 - žemųjų dažnių filtras, 4 - hibridinis kvadratūrinis grandynas, 5 ir 6 - atraminių virpesių stroboskopiniai keitikliai, 7 - laiko bazės skaičiavimo blokas. Aprašytas Jungerman R. L., Camitz L. H., King R. Random Sampling with Phase Measurement. įgaliotinis (Original Assignee): Agilent Technologies, Ine. Patent US US 6,564,160 B2, May 13, 2003.There is a known random strobing device based on the measurement of the support oscillation phase. This unit consists of seven main units: 1 - strobe transducer, 2 - strobe pulse generator, 3 - low pass filter, 4 - hybrid quadrature circuit, 5 and 6 - support vibration strobes, 7 - time base computing unit. Described by Jungerman R. L., Camitz L. H., King R. Random Sampling with Phase Measurement. Attorney (Original Assignee): Agilent Technologies, Ine. Patent US 6,564,160 B2, May 13, 2003.
Žinomas įrenginys atlieka tiriamojo signalo pasikartotiną strobavimą atsitiktiniu būdu. Atraminis taktinis virpesys gaunamas iš tiriamosios sistemos. Atraminio virpesio ir tiriamojo signalo periodų santykis yra žinomas. Atraminio virpesio ir tiriamojo signalo strobavimas vyksta vienu metu. Atraminio virpesio imčių vertės, gautos strobavimo metu, yra naudojamos nustatyti virpesio fazę tuo metu, kai įvyko tiriamojo signalo strobavimas. Šis įrenginys gauna iš tiriamosios sistemos tiriamąjį signalą ir sinchroninį atraminį virpesį, kuris naudojamas laiko bazės įrenginio veikimui užtikrinti. Strobavimo impulsų generatorius (2) naudojamas gauti imtis trijuose stroboskopiniuose keitikliuose vienu metu. Vienas iš stroboskopinių keitiklių (1) strobuoja tiriamąjį signalą. Žemųjų dažnių filtras (3) gauna atraminį taktinį virpesį iš tiriamosios sistemos ir savo išėjime sukuria atraminį harmoninį „sinusoidinį“ virpesį. Kvadratūrinis hibridinis grandynas gauna atraminį harmoninį virpesį ir sukuria du naujus harmoninius virpesius faze pastumtus per devyniasdešimt laipsnių „sinusoidinį“ ir „kosinusoidinį“. Kiti du stroboskopiniai keitikliai (5 ir 6) strobuoja šiuos „sinusoidinį“ ir „kosinusoidinį“ atraminius virpesius ir siunčia gautas imtis į laiko bazės skaičiavimo bloką (7). Laiko bazės skaičiavimo blokas atliekant trigonometrinę arktangento operaciją su gautomis imčių vertėmis sukuria informaciją laiko ašies kanalui valdyti.A known device performs random strobing of the test signal repeatedly. The supporting tactile vibration is derived from the system under investigation. The relationship between the reference oscillation and the investigated signal periods is known. The strobing of the reference oscillation and the test signal occurs simultaneously. The values of the reference vibration samples obtained during the strobing are used to determine the phase of the vibration at the time of the strobing of the test signal. This unit receives the test signal from the test system and the synchronous support oscillation, which is used to ensure the operation of the time base unit. The strobing pulse generator (2) is used to obtain three strobe transducers simultaneously. One of the stroboscopic transducers (1) strobes the test signal. The low-pass filter (3) receives a supporting tactical oscillation from the system under investigation and produces a supporting harmonic "sinusoidal" oscillation at its output. The quadrature hybrid circuit receives a support harmonic oscillation and produces two new harmonic phases shifted in phase through ninety degrees "sinusoidal" and "cosineoid". The other two stroboscopic transducers (5 and 6) strobe these "sinusoidal" and "cosineoid" support oscillations and send the resulting samples to the time base computing unit (7). The time base computing unit generates information to control the time axis channel by triggering an arctangent operation with the resulting sample values.
Aprašytas analoginis įrenginys turi tris esminius trūkumus. Pirma, analoge naudojamas vadinamasis atsitiktinis strobavimas dėl ko gali užtrukti periodinių pseudo atsitiktinių signalų rekonstrukcija. Antra, analoge panaudoti trys stroboskopiniai keitikliai - tai pernelyg komplikuoja įtaiso konstrukciją. Trečia, analoge numatytas kritiškas būdas keisti įėjimo atraminį taktinį virpesį į harmoninį naudojant žemųjų dažnių filtrą. Šiuo atveju sumažėjus arba padidėjus tiriamojo signalo dažniui filtrą teks atitinkamai derinti arba keisti. Be to, pasikeitus dažniui gali tekti derinti hibridinį kvadratūrinj grandyną, kad jo išėjimuose būtų palaikomas 90 laipsnių fazių skirtumas tarp dviejų harmoninių virpesių; o jeigu grandyne panaudota plačiajuostė vėlinimo linija, pagaminta iš koaksialinio kabelio - pastaroji užima labai daug vietos, dėl ko didėja prietaiso matmenys ir masė, ir šią liniją taip pat teks derinti pasikeitus dažniui, kad gautųsi 90 laipsnių fazių skirtumas tarp dviejų harmoninių virpesių.The analog device described has three major drawbacks. First, the analogue uses so-called random strobing, which can delay the reconstruction of periodic pseudo-random signals. Second, the analog uses three strobe transducers, which complicates the design of the device. Third, the analog provides a critical way of converting the input support tactical oscillation into a harmonic using a low pass filter. In this case, if the frequency of the test signal decreases or increases, the filter will need to be adjusted or changed accordingly. In addition, as the frequency changes, the hybrid quadrature circuit may need to be tuned to maintain a 90 degree phase difference between the two harmonic oscillations at its outputs; and if the circuit uses a broadband delay line made of coaxial cable, the latter takes up a great deal of space, which increases the size and weight of the device and will also have to be tuned as frequency changes to produce a 90 degree phase difference between two harmonics.
Sprendžiama techninė problemaResolving a technical issue
Išradimu siekiama padidinti pasiūlyto būdo ir įrenginio patikimumą ir tikslumą, supaprastinti įrenginio konstrukciją bei jo eksploatavimą, taip pat sumažinti įrenginio gabaritus.The object of the invention is to increase the reliability and accuracy of the proposed method and device, to simplify the construction and operation of the device, and to reduce the dimensions of the device.
Uždavinio sprendimo esmė yra ta, kad tiriamojo periodinio signalo su galimai retai pasikartojančiais atsitiktinės formos fragmentais strobavimo, matuojant fazę, būde, apimančiame šią operacijų seką: a) atraminio virpesio, kurio dažnio santykis su tiriamojo signalo dažniu yra žinomas, generavimas, b) atraminio virpesio strobavimas ir strobuojamo atraminio virpesio imčių siuntimas į duomenų apdorojimo ir valdymo bloką, c) tiriamojo signalo strobavimas, žinant laiko srityje sąryšį tarp strobavimo momentų atraminio virpesio ir tiriamojo signalo, bei strobavimo metu gautų tiriamojo signalo imčių siuntimas j duomenų apdorojimo ir valdymo bloką, o atraminio virpesio ir tiriamojo signalo strobavimas yra valdomas bendru strobavimo impulsu, d) strobavimo metų gautų atraminio virpesio ir tiriamojo signalo imčių apdorojimas minėtame duomenų apdorojimo ir valdymo bloke, nustatant tiriamojo signalo imties fazinę padėtį atžvilgiu atraminio virpesio panaudojant atraminio virpesio imtyse esančią informaciją, pagal pasiūlytą išradimą strobuojamas atraminis virpesys, yra harmoninis atraminis virpesys, harmoninio atraminio virpesio strobavimas operacijoje (b), vykdomas tik viename strobavimo keitiklyje, o strobavimo impulsų, paminėtų operacijoje (c), pasikartojimo dažnis yra derinamas, panaudojant harmoninio atraminio virpesio imtyse esančią informaciją koherentinio strobavimo režimui nustatyti, kur minėtas derinimas vykdomas skenuojant visą strobavimo impulsų dažnio verčių masyvą, o iš harmoninio atraminio virpesio imtyse esančios informacijos, perduodamos j valdymo bloką, panaudojant jame iš anksto įdiegtą algoritmą, nustatomas tiriamojo signalo imčių išdėstymas ekvivalentinio laiko ašyje dviem metodais: trigonometriniu, kai imties fazė apskaičiuojama pagal arkkosinuso formulę iš harmoninio virpesio imties vertės, arba dviejų gretimų taškų interpoliaciniu, kai imties fazė nustatoma interpoliuojant fazinį atstumą ekvivalentinio laiko ašyje tarp dviejų gretimų taškų, gautų minėtu trigonometriniu metodu.The essence of the solution of the problem is that the method of strobing a periodic signal with a possible infrequent random pattern by measuring a phase comprising the following sequence of operations: a) generation of a reference oscillation whose frequency ratio to the frequency of the signal being known is known; capturing and transmitting the samples of the strobing support to the data processing and control unit, c) strobing the test signal, knowing in time the relationship between the vibration of the strobing moments and the test signal, and transmitting to the processing and control unit vibration and test signal strobing are controlled by a common strob pulse, d) processing the sample vibration and test signal samples obtained during the strobing year in said data processing and control unit by determining the phase position of the test signal sample with respect to the supporting oscillation; the information included in the tramp vibration samples, the strobing support vibration according to the present invention is the harmonic support vibration, the harmonic support vibration strobing in operation (b) performed in only one strobing converter, and the repetition frequency of the strobing pulses mentioned in operation (c) the information in the support vibration samples to determine the coherent strobing mode, wherein said tuning is performed by scanning the entire array of strobe pulse frequency values, and from the information in the harmonic supporting vibration samples transmitted to the control unit using its pre-implemented algorithm on the axis by two methods: trigonometric, where the sample phase is calculated using the arccosine formula from the sample value of the harmonic oscillation, or two adjacent points interpolated when the sample phase is determined by interpolating the phase is the distance on the equivalent time axis between two adjacent points obtained by said trigonometric method.
Harmoninis atraminis virpesys gali būti gaunamas transformojant bet kokios formos atraminį virpesį į harmoninį atraminį virpesį.The harmonic support vibration can be obtained by transforming any form of support vibration into a harmonic support vibration.
Generuojamo strobavimo impulso pasikartojimo dažnis gali būti kaip sinchroninis, taip ir asinchroninis atraminio virpesio atžvilgiu.The repetition rate of the generated strobing pulse can be synchronous as well as asynchronous with respect to the supporting vibration.
Atraminis virpesys, gali būti transformuotas į kitą sinchroninio dažnio virpesį;Support oscillation, can be transformed into another synchronous frequency oscillation;
Atraminio virpesio dažnis gali būti sumažintas n kartų, kur n - bet kuris sveikasis nuliui nelygus teigiamas skaičius.The frequency of the reference oscillation can be reduced n times, where n is any integer nonzero positive.
Pranašumą turinčiame šio išradimo konstrukciniame išpildyme pasiūlytas tiriamojo periodinio signalo su galimai retai pasikartojančiais atsitiktinės formos fragmentais strobavimo, matuojant fazę, įrenginys, apimantis: dviejų kanalų strobavimo bloką, kurio pirmas kanalas, turi analoginį skaitmeninį strobavimo keitiklį, skirtą tiriamajam signalui matuoti, o antras kanalas, turi identišką paminėtam keitikliui, kitą analoginį skaitmeninį strobavimo keitiklį, skirtą atraminiam virpesiui matuoti, o paminėtų strobavimo keitiklių skaitmeniniai išėjimai sujungti su duomenų apdorojimo ir valdymo bloko atitinkamais įėjimais, kur duomenų apdorojimo ir valdymo blokas skirtas tiriamojo signalo atitinkamos imties fazinei padėčiai atraminio virpesio atžvilgiu nustatyti, strobavimo impulsų generatorių, kurio generuojamas impulsas perduodamas į abiejų paminėtų strobavimo keitiklių valdymo įėjimus, kuriame pagal pasiūlytą išradimą atraminis virpesys, kuris paduodamas į antro kanalo analoginį skaitmeninį keitiklį, yra harmoninis atraminis virpesys, kuris gaunamas iš atraminio virpesio keitiklio, o paminėtas strobavimo impulsų generatorius yra sužadinamas stabilaus dažnio valdomo kvarcinio generatoriaus, kurio įėjimas sujungtas su duomenų apdorojimo ir valdymo bloko išėjimu, kurio signalas generatorių suderina koherentiniam strobavimo režimui, duomenų apdorojimo ir valdymo blokas, sukonstruotas taip, kad pagal iš anksto jame įdiegtą algoritmą apdorojant iš harmoninio atraminio virpesio analoginio skaitmeninio strobavimo keitiklio gautą informaciją išdėsto tiriamojo signalo imtis ekvivalentinio laiko ašyje dviem metodais: trigonometriniu, kai imties fazė apskaičiuojama pagal arkkosinuso formulę iš harmoninio virpesio imties vertės, arba dviejų gretimų taškų interpoliaciniu, kai imties fazė nustatoma interpoliuojant fazinį atstumą ekvivalentinio laiko ašyje tarp dviejų gretimų taškų, gautų minėtu trigonometriniu metodu.In an advantageous embodiment of the present invention, there is provided a device for phase-locking a test periodic signal with possibly infrequently random random fragments, comprising: a two-channel strobing unit, the first channel having an analogue digital strobing converter for measuring the signal under investigation; having an identical transducer, another analog digital strobing converter for measuring the oscillation, and the digital outputs of said strobing converters being connected to the respective inputs of the data processing and control unit, wherein the data processing and control unit is for determining the phase position of the respective sample signal; a strobing pulse generator, the pulse generated of which is transmitted to the control inputs of both of the aforementioned strobing transducers, wherein, in accordance with the present invention, s being fed to the second channel analog-to-digital converter, there is a harmonic support oscillator which is derived from the support oscillator, and said strobing pulse generator is excited by a stable frequency controlled quartz oscillator whose input is coupled to the output of the data processing and control unit for strobing mode, a data processing and control unit configured to process the information obtained from the harmonic support vibration analogue to digital strobing converter in a pre-implemented algorithm by two methods: trigonometric, whereby the phase of the sample is computed from harmonic oscillation sample values, or two adjacent points by interpolation, where the sample phase is determined by interpolating the phase distance on the equivalent time axis between two adjacent points obtained by you trigonometric method.
Atraminio virpesio keitiklis, sukonstruotas bet kokios formos atraminiam virpesiui keisti į harmoninį atraminį virpesį, kuris perduodamas į analoginį skaitmeninį strobavimo keitiklio įėjimą.Support Vibration Converter designed to convert any form of support vibration into a harmonic support oscillator that is transmitted to an analogue digital input of the strobing converter.
Atraminio virpesio keitiklis, turi du perjungiklius, valdomus duomenų apdorojimo ir valdymo bloko atitinkamų išėjimų signalais bei leidžia siųsti atraminį virpesį, kuomet jo forma yra harmoninė, tiesiai į antrąjį analoginį skaitmeninį strobavimo keitiklį, arba, jeigu atraminio virpesio forma nėra harmoninė arba yra harmoninė, bet jos amplitudė pernelyg maža virpesio analoginiam skaitmeniniam keitimui vykdyti, atraminis virpesys praeina per programuojamą dažnio dalytuvą ir perjungiamą žemųjų dažnių filtrą, kur minėtas dalytuvas ir filtras valdymo kodus gauna iš duomenų apdorojimo ir valdymo bloko atitinkamų išėjimų.Vibration transducer, has two switches controlled by the respective output signals of the data processing and control unit and allows to send a vibration of a support, when it is in harmonic form, directly to a second analogue digital toggle converter, or if the vibration of the support is not harmonic or its amplitude is too small for analog-to-digital oscillation, the support oscillation passes through a programmable frequency divider and a switchable subwoofer, wherein said divider and filter receive control codes from the respective outputs of the data processing and control unit.
Išradimo naudingumasUtility of the invention
Pagal išradimą pasiūlytas būdas ir įrenginys yra patikimas bei pasižymi dideliu tikslumu, dėl vykdomo koherentinio strobavimo rėžimo apdorojant tiriamojo ir atraminio signalų imtis pagal iš anksto įdiegtą duomenų apdorojimo ir valdymo bloke pasiūlytą algoritmą. Pagal pasiūlytą išradimą įrenginio konstrukcija yra paprastesnė, nes atraminio harmoninio virpesio strobavimas vykdomas tik viename strobavimo keitiklyje. Be to, vieno strobavimo įtaiso panaudojimas numato tik vieną perdavimo liniją iš strobavimo generatoriaus. Tai leidžia tiksliau išpildyti tiriamojo signalo ir atraminio harmoninio virpesio strobavimo vienu metu sąlygą ir sumažinti tiriamojo signalo imties laiko padėties nustatymo neapibrėžtį. Atraminio virpesio keitiklio pasiūlyta konstrukcija, kurioje naudojamas programuojamas dažnio dalytuvas ir perjungiamas žemų dažnių filtras, taip pat supaprastina įrenginio konstrukciją bei jo eksploatavimą, be to paties atraminio virpesio amplitudė gali būti labai maža.The method and the device according to the invention are reliable and have a high accuracy, due to the coherent strobing mode in the processing of the test and reference signals according to the algorithm proposed in the pre-installed data processing and control unit. According to the present invention, the construction of the device is simpler because the strobing of the supporting harmonic oscillation is performed in only one strobing converter. In addition, the use of one strobing device provides only one transmission line from the strobing generator. This allows more precise fulfillment of the simultaneous strobing condition of the test signal and the supporting harmonic oscillation and reduces the uncertainty of the time positioning of the sample signal. The design of the reference oscillator, which uses a programmable frequency divider and switchable low pass filter, also simplifies the design and operation of the device, and the amplitude of the same reference oscillation can be very small.
Išradimas detaliau paaiškinamas brėžiniais, kurThe invention is explained in more detail in the drawings, wherein
Fig. 1 pavaizduota pasiūlyto tiriamojo signalo pasikartojančio strobavimo, matuojant fazę, įrenginio struktūrinė schema;FIG. Fig. 1 is a schematic diagram of a proposed device for repetitive strobing of a test signal during phase measurement;
Fig. 2 pavaizduota duomenų apdorojimo ir valdymo algoritmo blokinė schema, nustatanti tiriamojo signalo imčių išdėstymą ekvivalentinio laiko ašyje dviem metodais;FIG. Fig. 2 is a block diagram of a data processing and control algorithm that determines the arrangement of samples of an investigational signal on an equivalent time axis by two methods;
Fig. 3 pavaizduoti suformuotų tiriamojo signalo ir atraminio virpesio vaizdai, kai algoritmo antrame žingsnyje sukauptų imčių porų masyve skaičius yra 32 (n = 4);FIG. Fig. 3 is a representation of the generated test signal and support oscillation, where the number of sample pairs in the array in the second step of the algorithm is 32 (n = 4);
Fig. 4 pavaizduota įverties koeficiento k priklausomybė nuo strobavimo dažnioFIG. Figure 4 shows the dependence of the estimate coefficient k on the strobing frequency
Fig. 5 pavaizduotas rekonstruoto tiriamojo impulsinio signalo vaizdas atraminio virpesio vieno periodo atkarpoje, kai perėjimo tarp laiko padėties nustatymo būdų lygis yra 0,707, o laiko ašis padalinta į 4 lygias zonas;FIG. Fig. 5 is a view of a reconstructed impulse signal in a single period segment of a reference oscillation, with a level transition mode of 0.707 and a time axis divided into 4 equal zones;
Fig. 6 pavaizduotas rekonstruotas tiriamojo impulsinio signalo vaizdas atraminio virpesio vieno periodo atkarpoje, kai laiko ašyje yra 4 kartus kartojamas tas pats išmatuotas šio signalo periodas.FIG. Fig. 6 shows a reconstructed image of the impulse signal under investigation in a single period segment of the oscillation of the pulse, where the same measured period of this signal is repeated 4 times on the time axis.
Išradimo realizavimo aprašymas.Description of Embodiment of the Invention.
Pagal išradimą pasiūlytas tiriamojo signalo pasikartojančio strobavimo, matuojant fazę, įrenginys Fig. 1 susideda iš dviejų kanalų strobavimo bloko 1, analoginio skaitmeninio strobavimo keitiklio 2, skirto tiriamajam signalui matuoti, analoginio skaitmeninio strobavimo keitiklio 3, skirto atraminiam virpesiui matuoti; strobavimo impulsų generatoriaus 4, įtampa valdomo kvarcinio generatoriaus 5, atraminio taktinio virpesio keitiklio 6, kurį sudaro pirmas perjungiklis 7, antras perjungiklis 8, programuojamas dažnio dalytuvas 9 ir perjungiamas žemųjų dažnių filtras 10, ir duomenų apdorojimo ir valdymo bloko 11. Tiriamojo signalo imties kodas 12 ir atraminio virpesio imties kodas 13 perduodami į duomenų apdorojimo ir valdymo bloką 11. Keitikliai 2 ir 3 yra valdomi bendru strobavimo impulsu 14. Iš duomenų apdorojimo ir valdymo bloko 11 į perjungiamą žemųjų dažnių filtrą 10 perduodamas filtro valdymo kodas 15, o į programuojamą dažnio dalytuvą 9 perduodamas dažnio dalytuvo valdymo kodas 16. Strobimpulsas 14 į abu analoginius skaitmeninius strobavimo keitiklius 2 ir 3 patenka vienu metu, o jo perdavimo grandines sudaro vien tiesiniai pasyvieji elementai. Tokiu būdu laiko nestabilumas tarp pirmojo 2 ir antrojo 3 analoginio skaitmeninio strobavimo keitiklių yra minimalus. Strobavimo generatorių 4, formuojantį bendrą strobimpulsą, paleidžia įtampa valdomas kvarcinis generatorius 5, kurio dažnis nedidelėse ribose gali būti keičiamas ir kartu būti pakankamai stabiliu (5x10^-1^10-4). Dažnio keitimą užtikrina skaitmeninis analoginis keitiklis, kuris valdomas duomenų apdorojimo ir valdymo bloko 11. Perjungikliai 7 ir 8, programuojamas dažnio dalytuvas 9 ir perjungiamas žemųjų dažnių filtras 10 valdomi duomenų apdorojimo ir valdymo bloko 11.According to the invention there is provided a device for repetitive strobing of a test signal by measuring phase. 1 consists of a two-channel strobing unit 1, an analog-to-digital strobing converter 2 for measuring the test signal, and an analog-to-digital strobing converter 3 for measuring oscillation of the support; a pulse generator 4, a voltage controlled quartz oscillator 5, a support stroke oscillator 6 comprising a first switch 7, a second switch 8, a programmable frequency divider 9 and a switchable subwoofer 10, and a sample code of the data processing and control unit 11. 12 and the reference oscillation sample code 13 are transmitted to the data processing and control unit 11. The converters 2 and 3 are controlled by a common strobing pulse 14. A filter control code 15 is transmitted from the data processing and control unit 11 to a switchable low-pass filter 10 and the frequency divider control code 16 is transmitted to the divider 9. The strobe pulse 14 passes into both analogue digital strobing converters 2 and 3 simultaneously, and its transmission circuits consist of only linear passive elements. In this way, the time instability between the first 2 and the second 3 analog-to-digital strobing converters is minimal. The strobing oscillator 4, which generates a common strobe impulse, is actuated by a voltage-controlled quartz oscillator 5, the frequency of which can be varied within small limits and at the same time be sufficiently stable (5x10 ^ -1 ^ 10 -4 ). Frequency conversion is provided by a digital-to-analog converter controlled by the data processing and control unit 11. The switches 7 and 8, the programmable frequency divider 9 and the switchable subwoofer 10 are controlled by the data processing and control unit 11.
Siūlomas įrenginys veikia tokiu būdu. Tiriamasis signalas siunčiamas į pirmojo analoginio skaitmeninio strobavimo keitiklio 2 įėjimą, o atraminis virpesys - j atraminio virpesio keitiklį 6. Pažymėtina, kad tiriamasis signalas ir atraminis virpesys turi būti sinchroniški t. y. jų pasikartojimo dažniai turi būti lygūs arba kartotini. Tuo atveju, jeigu tiriamojoje sistemoje atraminio virpesio nėra - vietoj jo gali būti panaudotas pats tiriamasis signalas. Priklausomai nuo perjungiklių 7 ir 8 padėties, atraminis virpesys siunčiamas į antro analoginio skaitmeninio strobavimo keitiklio 3 įėjimą betarpiškai arba programuojamu dažnio dalytuvu 9 atlikus dažnio keitimą ir žemųjų dažnių filtru 10 pašalinus aukštesniąsias harmonikas. Pažymėtina, kad atraminį virpesį siunčiant tiesiai į antro analoginio skaitmeninio strobavimo keitiklio 3 įėjimą, virpesys turi būti harmoninis t. y. keistis pagal sinuso arba kosinuso dėsnį, kita vertus keičiant atraminio virpesio dažnį harmoninis virpesys gaunamas filtruojant aukštesniąsias harmonikas filtru 10. Atraminio virpesio dažnio keitimas leidžia padidinti laiko bazės įrenginio tiriamojo signalo stebėjimo laiko intervalą (laiko langą) tiek kartų, kiek kartų mažinamas dažnis ir ženkliai sumažinti pašalinių harmonikų lygį. Programuojamo dažnio dalytuvo 9 dalinimo koeficientas gali būti lygus ir 1. Šiuo atveju atraminio taktinio virpesio keitiklis 6 tik filtruoja aukštesniąsias harmonikas.The proposed device works this way. The test signal is sent to the input of the first analogue-to-digital strobing converter 2, and the reference oscillation to the reference oscillator converter 6. It should be noted that the test signal and the reference oscillation must be synchronous t. y. their repetition rates must be equal or repeatable. In the absence of a support oscillation in the test system, the test signal itself may be used instead. Depending on the position of the switches 7 and 8, the support oscillation is sent to the input of the second analog-to-digital strobing converter 3 either directly or via a programmable frequency divider 9 after changing the frequency and removing the higher harmonics by the subwoofer 10. It should be noted that, when the support oscillator is sent directly to the input of the second analogue digital toggle converter 3, the oscillation must be harmonic t. y. varying the sine or cosine law, on the other hand, changing the reference oscillation frequency the harmonic oscillation is obtained by filtering the higher harmonics by the filter 10. Changing the reference oscillation frequency allows increasing the time interval (time window) the level of extraneous harmonics. The programmable frequency divider 9 may have a partition coefficient equal to 1. In this case, the reference clock oscillator 6 only filters the higher harmonics.
Tokiu būdu, kuomet į pirmąjį analoginį skaitmeninį strobavimo keitiklį 2 siunčiamas tiriamasis signalas, į antrąjį keitiklį 3 siunčiamas kruopščiai išfiltruotas atraminis harmoninis virpesys sinchroninis tiriamajam. Keičiant kvarcinio įtampa valdomo generatoriaus 5 dažnį ir analizuojant antrojo analoginio skaitmeninio strobavimo keitiklio 3 gautus duomenis pagal žemiau pateiktą metodiką (žr. algoritmo aprašymą), suderinamas koherentinio strobavimo režimas su strobimpulsų postūmiu per 1/5— 1/10 atžvilgiu atraminio virpesio periodo. Galiausiai, remiantis atraminio harmoninio virpesio savybėmis antrajame analoginiame skaitmeniniame strobavimo keitiklyje 3 formuojama tiksli laiko bazė (ekvivalentinio laiko ašis), o kadangi ji yra bendra ir pirmajam analoginiam skaitmeniniam strobavimo keitikliui 2, savaime gaunama tiksli laiko bazė ir tiriamajam signalui.Thus, when a test signal is sent to the first analog-to-digital strobing converter 2, a carefully filtered reference harmonic oscillation is sent to the second converter 3 for the test subject. By varying the frequency of the quartz voltage controlled oscillator 5 and analyzing the data obtained by the second analog-to-digital strobing converter 3 according to the methodology below (see algorithm description), the coherent strobing mode is matched to the strobe impulse shift within 1/5 to 1/10 Finally, based on the properties of the supporting harmonic oscillation, the second analog-to-digital strobing converter 3 forms an accurate time base (equivalent time axis), and since it is common to the first analog-to-digital strobing converter 2, it also automatically obtains an accurate time base.
Fig. 2 pavaizduotas pasiūlyto tiriamojo signalo pasikartojančio strobavimo, matuojant fazę, būdo ir įrenginio laiko bazės duomenų apdorojimo ir valdymo algoritmas, kuris vykdomas duomenų apdorojimo ir valdymo bloke 11.FIG. Figure 2 illustrates an algorithm for processing and controlling the repetitive strobing of a test signal by measuring phase and device time base, which is executed in the data processing and control unit 11.
Pasiūlytame išradime tiriamojo signalo imties laiko padėtis nustatoma dviem metodais: „trigonometriniu“ ir pagal „gretimuosius taškus“. Metodo pasirinkimas priklauso nuo atraminio harmoninio virpesio imties ir šio virpesio amplitudės verčių santykio.In the present invention, the sampling time position of the test signal is determined by two methods: "trigonometric" and "adjacent points". The choice of method depends on the ratio of the sample of the reference harmonic to the amplitude of this oscillation.
„Trigonometrinis“ būdas numato imties laiko padėties apskaičiavimą vykdant arkkosinuso operaciją iš imties vertės. Jeigu virpesio imtis gauta stačiajame sinusoidės šlaite (kylančiajame arba krintančiajame) - apskaičiuota laiko padėtis bus pakankamai tiksli. Kitu atveju - kai imtis gauta nuožulniojoje sinusoidės viršūnėje arba greta jos - dėl amplitudinių matavimo triukšmų apskaičiuota laiko padėtis bus mažiau tiksli ir formuojamame tiriamojo signalo vaizde susidaro laiko ašies iškraipymai. Siekiant įveikti šį trūkumą siūlomame išradime, kuomet atraminio virpesio momentinė vertė artėja prie amplitudės vertės (apie 0,7-1,0 amplitudės), t. y. imtis gaunama nuožulniojoje sinusoidės dalyje, imties laiko padėties nustatymas vykdomas pagal „gretimųjų taškų“ būdą. Šiuo atveju „gretimųjų taškų“ būdas esti tikslesnis už „trigonometrinį“. Pažymėkime dar kartą, kad daugumos atveju „trigonometrinis“ būdas leidžia tiksliau nustatyti imties laiko padėtį ir nusileidžia „gretimųjų taškų“ būdui tik, kai imtis gaunama nuožulniojoje sinusoidės dalyje.The "trigonometric" method involves estimating the position of the sample time by performing an arccosine operation from the sample value. If the oscillation sample is obtained on a steep slope of the sinusoidal (ascending or descending), the estimated time position will be sufficiently accurate. Otherwise, when the sample is received at or near the sloping vertex of the sinusoid, the time position calculated due to amplitude measurement noises will be less accurate and distort the time axis of the test signal image being formed. In order to overcome this drawback, the present invention, when the instantaneous value of the support vibration approaches the amplitude value (about 0.7-1.0 amplitude), i.e. y. the sample is obtained in the inclined sinusoidal, the positioning of the sampling time is done by the "adjacent points" method. In this case, the "adjacent points" method is more accurate than the "trigonometric". Let us note again that in the majority of cases the "trigonometric" method provides a more accurate positioning of the sampling time and descends to the "adjacent points" only when the sample is obtained on the sloping sinusoid.
Pateikiama „gretimųjų taškų“ metodo esmę. Imčių, gautų nuožulniojoje sinusoidės dalyje, laiko padėtis apskaičiuojama atsižvelgus j dviejų gretimų kraštinių imčių, gautų „trigonometriniu“ būdu ir esančių stačiuosiuose atraminio virpesio vienas kitam priešinguose šlaituose. Tolygiai interpoliuojant laiko atkarpą tarp šių gretimųjų stačiųjų šlaitų imčių yra išdėstomos imtys, gautos nuožulniojoje sinusoidės dalyje.The essence of the "adjacent points" method is presented. The time position of the samples obtained in the sloping sinusoidal area is calculated by taking the two adjacent edge samples obtained "trigonometically" and on the steeply opposite slopes of the reference vibration. By smoothly interpolating the time interval between the samples of these adjacent steep slopes, the samples obtained on the sloping sinusoidal are plotted.
Tokiu būdu siūlomame išradime, kuomet imtis gaunama stačiajame atraminio virpesio sinusoidės šlaite, taikomas „trigonometrinis“ būdas, o kai imtis gaunama nuožulniojoje dalyje arčiau sinusoidės viršūnės - „gretimųjų taškų“ būdas. Sąlygai, kada taikyti vieną ar kitą būdą, nustatyti laiko bazės įrenginio duomenų apdorojimo ir valdymo algoritme naudojama „perėjimo tarp imties laiko padėties apskaičiavimo būdų lygio“ sąvoka.Thus, the present invention provides a "trigonometric" method for obtaining a sample on a steep slope of a support oscillation, and a "contiguous point" method for obtaining a sample on a sloping portion closer to the sinusoidal tip. The term "level of transition between the methods for calculating the sampling time position" is used in the time-base unit data processing and control algorithm to determine when to use one method or another.
Algoritmo blokinė schema, vaizduojanti laiko bazės įrenginio kalibravimo ir laiko ašies formavimo procedūrą, pateikta Fig. 2. Algoritmą sudaro 13 žingsnių.The block diagram of the algorithm illustrating the procedure of calibrating the time base unit and forming the time axis is presented in Figs. 2. The algorithm consists of 13 steps.
Žingsnis 1. Duomenų apdorojimo ir valdymo blokas įkelia į savo vidinę atmintį matavimo proceso inicializavimo informaciją: a) perėjimo tarp dviejų imties laiko padėties nustatymo būdų lygio vertę ir b) kvarcinio įtampa valdomo generatoriaus (KĮVG) kalibravimo koeficientus, kurie nusako sąryšį tarp generatoriaus valdymo įtampos dydžio ir jo išėjimo virpesio dažnio.Step 1. The data processing and control unit loads into its internal memory the measurement process initialization information: (a) the value of the transition between the two sample time positioning methods and (b) the quartz voltage controlled oscillator (HGV) calibration factors that determine the relationship between the generator control voltage size and its output oscillation frequency.
Žingsnis 2. Vykdant pagrindinį tiriamojo signalo vaizdo rekonstravimo ciklą (2-4 ir 10-13 žingsniai) ir strobavimo dažnio kalibravimo ciklą (5-8 žingsniai) yra kaupiamos matuojamo signalo ir harmoninio atraminio virpesio imtys, formuojant du fiksuoto vienodo ilgio imčių masyvus. Imčių porų skaičius masyve gali būti, pvz., 32, 64, 128, ... irt. t. (Fig. 3).Step 2. During the basic image reconstruction cycle of the test signal (steps 2-4 and 10-13) and the strobe frequency calibration cycle (steps 5-8), samples of the measured signal and harmonic support oscillation are accumulated to form two fixed equal-length sample arrays. The number of sample pairs in an array can be, for example, 32, 64, 128, ... and so on. t. (Fig. 3).
Žingsnis 3. Pagal sukauptą atraminio virpesio imčių masyvą išmatuojami virpesio parametrai: amplitudė ir imčių skaičius vienam virpesio periodui. Optimalus imčių skaičius n virpesio periodui, užtikrinantis mažiausią imties laiko padėties apskaičiavimo neapibrėžtį, nustatomas pagal santykį:Step 3. Measure the vibration parameters from the accumulated array of support vibration samples: amplitude and number of samples per vibration period. The optimum number of samples for the period of vibration n to give the smallest uncertainty in the calculation of the position of the sample time is determined by the ratio:
T (1) čia T - harmoninio virpesio periodas, Ta - trumpiausios harmoninio virpesio atkarpos, atitinkančios imčių laiko padėties nustatymo pagal vieną iš dviejų būdų, trukmė. Pvz., jeigu perėjimo tarp laiko padėties nustatymo būdų lygis atitinka 0,707 harmoninio virpesio amplitudės, tuomet zr-2(arcsin0,707) (2)T (1) where T is the period of harmonic oscillation, Ta is the duration of the shortest harmonic segment corresponding to one of the two methods of positioning the samples. For example, if the level of transition time positioning techniques corresponds to a harmonic amplitude of 0.707, then zr-2 (arcsin0,707) (2)
Žingsnis 4. Pagal ankstesniame žingsnyje (3-čiame) apskaičiuotą optimalų taškų skaičių n tikrinama optimalaus koherentinio strobavimo režimo sąlyga. Jeigu imčių skaičius atraminio virpesio periode neatitinka apskaičiuotą, pagrindinis matavimo ciklas (žingsniai 10-13) nėra vykdomas, o vietoj to vykdoma strobavimo dažnio kalibravimo procedūra, kurią sudaro 5-9 ir 2-4 žingsniai. Kalibravimo procedūros tikslas - išmatuoti atraminio virpesio dažnį, kaupiant atraminio virpesio imčių masyvus, kai įtampa valdomo generatoriaus dažnis darbo ruože keičiamas automatiškai žingsniu, parenkamu, priklausomai nuo atraminio virpesio dažnio. Žingsnis mažėja didėjant atraminio virpesio dažniui, kadangi generatoriaus dažnių ruože šiuo atveju kečiasi reikšmingų taškų tankis.Step 4. Based on the optimal number of points calculated in the previous step (3), the condition of the optimal coherent strobing mode is checked. If the number of samples in the support oscillation period does not match the calculated one, the basic measurement cycle (steps 10-13) is not performed and the strobing frequency calibration procedure consisting of steps 5-9 and 2-4 is performed instead. The purpose of the calibration procedure is to measure the reference oscillation frequency by accumulating the reference oscillation sample arrays, whereby the frequency of the voltage-controlled oscillator in the sequence is changed automatically by a step selected depending on the reference oscillation frequency. The step decreases with increasing frequency of the reference oscillation, as the density of the significant points in the generator frequency range changes in this case.
Žingsnis 5. Keičiama strobavimo dažnio vertė.Step 5. Change the strobe frequency value.
Žingsnis 6. Kaupiamas atraminio virpesio imčių masyvas.Step 6. Accumulate a sampling array of support vibration.
Žingsnis 7. Atliekama sukaupto atraminio virpesio imčių visų masyvų analizė. Iš masyve sukauptų duomenų skaičiuojamas įverties koeficientas k:Step 7. Perform an analysis of all arrays of cumulative support vibration samples. An estimate of the coefficient k is calculated from the data in the array:
N-lN-1
(3) čia y, - atraminio virpesio /-tosios imties masyve vertė; N - imčių masyve skaičius.(3) where y, is the value of the supporting vibration / sample in the array; N is the number of samples in the array.
Įverties koeficientas k nusako koherentinio strobavimo režimo būseną (t. y. tiriamojo signalo ir strobavimo dažnių santykio atitikimą IEEE Standard for Digitizing Waveform Recorders. IEEE Std 1057-1994 (R2001) standarto reikalavimui, pagal kurį strobavimas yra koherentinis) parinkto strobavimo dažnio atžvilgiu. Minimali koeficiento vertė atitinka koherentinj strobavimo režimą, kai strobavimo dažnis yra kartotinis atraminio virpesio dažniui, o kiekviena imtis yra gaunama tame pačiame periodinio atraminio virpesio taške. Šio koeficiento verčių priklausomybė nuo strobavimo dažnio, kai atraminio virpesio dažnis yra 10 GHz, pateikta Fig. 4. Iš šios priklausomybės atraminio virpesio dažnis apskaičiuojamas pagal tokią formulę:The slope factor k denotes the state of the coherent strobing mode (i.e., the ratio of the test signal to the strobing frequency in accordance with the requirement of the IEEE Standard for Digitizing Waveform Recorders. IEEE Std 1057-1994 (R2001) for the selected strobing frequency. The minimum coefficient value corresponds to a coherent strobing mode where the strobing frequency is a multiple of the reference vibration frequency and each sample is obtained at the same periodic reference vibration point. The dependence of the values of this coefficient on the strobing frequency at a reference vibration frequency of 10 GHz is shown in Figs. 4. From this dependence, the frequency of support vibration is calculated using the following formula:
(4) čia fS; — strobavimo dažnis kartotinis atraminio virpesio dažniui, kai koeficiento vertė k yra minimali; M - įverties koeficiento reikšmių, priklausomybėje nuo strobavimo dažnio, minimumų (Fig. 4.) skaičius.(4) here f S ; - the strapping frequency iterative, with the coefficient k being kept to a minimum; M is the number of minimum values of the coefficient of estimation, depending on the strobing frequency (Fig. 4.).
Žingsnis 8. Atraminio harmoninio virpesio dažnio matavimo ciklas yra nutraukiamas, kai įverties koeficiento priklausomybėje visi minimumų taškai yra rasti teisingai t. y. „dažninis atstumas“ tarp minimumų esti vienodas.Step 8. The reference harmonic oscillation frequency measurement cycle is terminated when all the minimum points in the dependence of the estimate factor are found correctly t. y. The "frequency distance" between the minima is the same.
Žingsnis 9. Pagal išmatuotą atraminio virpesio dažnį ir 1 žingsnyje nustatytus parametrus derinimas optimalus strobavimo dažnis (t. y. siekiama, kad pagal (2) apskaičiuota n būtų 4, jeigu perėjimo tarp laiko padėties nustatymo būdų lygis atitinka 0,707).Step 9. Based on the measured reference vibration frequency and the parameters determined in Step 1, the optimal strobing frequency is tuned (i.e., n is calculated to be 4 according to (2) if the level of the transition time positioning methods corresponds to 0.707).
Žingsnis 10. Šiuo etapu algoritmas vėl grįžta į pagrindinį programos ciklą (kurio pradžia - žingsnis 2). Atlikus imčių kaupimo ir atraminio virpesio parametrų matavimo procedūras (2 ir 3 žingsniuose atitinkamai) ir esant optimaliai nustatytam strobavimo dažniui, atliekamas atraminio virpesio imčių rūšiavimas priskiriant jas prie tiriamojo signalo laiko ašies rekonstravimo zonų, kuriose imties laiko padėtis nustatoma „trigonometriniu“ būdu arba pagal „gretimuosius taškus“ (Fig. 5). Laiko ašyje atraminio virpesio imtys grupuojamos jo pusperiodžių atžvilgiu, nustatant jų kitimo pobūdį laike (didėjimą arba mažėjimą).Step 10. In this step, the algorithm returns to the main program cycle (which starts with step 2). After performing the sample acquisition and vibration parameters measurement steps (steps 2 and 3, respectively) and at the optimum set strobing frequency, the vibration samples are sorted by assigning them to the investigated signal time axis reconstruction zones, which are determined by "trigonometric" or " adjacent points ”(Fig. 5). In the time axis, the samples of support oscillation are grouped with respect to its half-lives, determining their nature of change over time (increase or decrease).
Žingsnis 11. Kiekvienai tiriamojo signalo imčiai apskaičiuojama laiko padėtis atraminio virpesio vieno periodo ribose.Step 11. Calculate the time position for each sample signal under investigation within a single period of support oscillation.
Žingsnis 12. Tai paskutinis pagrindinio ciklo algoritmo žingsnis, kuriame atliekamas tiriamojo signalo vaizdavimas (rekonstravimas). Priklausomai nuo nustatyto laiko ašies ilgio, tiriamojo signalo vaizdas formuojamas atitinkamai kartojant vieną išmatuotą signalo periodą (Fig. 6). Tokiu būdu rekonstruojama laiko ašis vieno atraminio virpesio periodo atkarpoje yra padalinta į 4 zonas (Fig. 5). Dviejose zonose (zona 2 ir zona 4) matuojamo signalo imčių laiko padėtys nustatomos „trigonometriniu“ būdu, kitose dviejose zonose (zona 1 ir zona 3) pagal „gretimuosius taškus“ (iš zonos 2 ir zonos 4). Priklausomai nuo atraminio virpesio dažnio ir amplitudės rekonstruoto matuojamo signalo fazinis triukšmas skirtingose zonose bus skirtingas (Fig. 5). Siekiant sumažinti fazinį triukšmą, atraminio virpesio dažnis dalinamas tokiu būdu, kad santykis tarp matuojamo signalo ir atraminio virpesio dažnių būtu 4. Šiuo atveju jeigu perėjimo tarp laiko padėties nustatymo būdų lygis atitinka 0,707, matuojamo signalo periodas tilps vienoje zonoje, kurioje fazinis triukšmas esti mažiausias.Step 12. This is the final step of the basic loop algorithm, where the test signal is rendered (reconstructed). Depending on the set time axis length, the image of the test signal is formed by repeating one measured signal period accordingly (Fig. 6). In this way, the time axis to be reconstructed is divided into 4 zones over one span of oscillation period (Fig. 5). In two zones (zone 2 and zone 4) the timing positions of the measured signal are determined "trigonometric", in the other two zones (zone 1 and zone 3) according to the "adjacent points" (from zone 2 and zone 4). Depending on the frequency and amplitude of the reference oscillation, the phase noise of the reconstructed measured signal will be different in different zones (Fig. 5). In order to reduce phase noise, the reference oscillation frequency is divided so that the ratio of the measured signal to the reference oscillation frequencies is 4. In this case, if the level transition mode is equal to 0.707, the period of the measured signal will fit within the zone with the lowest phase noise.
Žingsnis 13. Tikrinama, ar reikia tęsti tiriamojo signalo matavimo procesą?Step 13. Check whether the test signal measurement process should be continued?
Claims (8)
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| LT2018535A LT6596B (en) | 2018-07-16 | 2018-07-16 | Method and device for sampling of the periodic signal with a probability rarely repeating fragments of a random form by measuring the phase |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| LT2018535A LT6596B (en) | 2018-07-16 | 2018-07-16 | Method and device for sampling of the periodic signal with a probability rarely repeating fragments of a random form by measuring the phase |
Publications (2)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| LT2018535A LT2018535A (en) | 2019-01-25 |
| LT6596B true LT6596B (en) | 2019-02-11 |
Family
ID=65024690
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| LT2018535A LT6596B (en) | 2018-07-16 | 2018-07-16 | Method and device for sampling of the periodic signal with a probability rarely repeating fragments of a random form by measuring the phase |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| LT (1) | LT6596B (en) |
Citations (4)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| US6564160B2 (en) | 2001-06-22 | 2003-05-13 | Agilent Technologies, Inc. | Random sampling with phase measurement |
| US8222906B2 (en) | 2008-06-19 | 2012-07-17 | Paul Francis Wyar | Adaptive pulse width time domain reflectometer |
| US8390300B2 (en) | 2010-01-29 | 2013-03-05 | Teledyne Lecroy, Inc. | Time domain reflectometry in a coherent interleaved sampling timebase |
| US20170346555A1 (en) | 2016-05-27 | 2017-11-30 | Tektronix, Inc. | Multiple timebase sampling scope |
-
2018
- 2018-07-16 LT LT2018535A patent/LT6596B/en not_active IP Right Cessation
Patent Citations (4)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| US6564160B2 (en) | 2001-06-22 | 2003-05-13 | Agilent Technologies, Inc. | Random sampling with phase measurement |
| US8222906B2 (en) | 2008-06-19 | 2012-07-17 | Paul Francis Wyar | Adaptive pulse width time domain reflectometer |
| US8390300B2 (en) | 2010-01-29 | 2013-03-05 | Teledyne Lecroy, Inc. | Time domain reflectometry in a coherent interleaved sampling timebase |
| US20170346555A1 (en) | 2016-05-27 | 2017-11-30 | Tektronix, Inc. | Multiple timebase sampling scope |
Also Published As
| Publication number | Publication date |
|---|---|
| LT2018535A (en) | 2019-01-25 |
Similar Documents
| Publication | Publication Date | Title |
|---|---|---|
| JP3444904B2 (en) | Signal analyzer | |
| US3991364A (en) | Autocorrelation method for detecting insulation defects in cable | |
| EP0107050A2 (en) | Signal generator for digital spectrum analyzer | |
| WO2006004829A2 (en) | Precise time measurement apparatus and method | |
| US7423937B2 (en) | Time converter | |
| JP2017040646A (en) | Test and measurement instrument and method of determining s-parameter | |
| US6970528B2 (en) | Method and apparatus to measure jitter | |
| US8390300B2 (en) | Time domain reflectometry in a coherent interleaved sampling timebase | |
| JP2583833Y2 (en) | Pulse measuring device | |
| US4733167A (en) | Measurement circuit for digital to analog converter | |
| LT6596B (en) | Method and device for sampling of the periodic signal with a probability rarely repeating fragments of a random form by measuring the phase | |
| JP3900266B2 (en) | Multifunctional measuring system and waveform measuring method | |
| JPH06506057A (en) | Method for determining the transmission characteristics of electrical conductors | |
| US8023558B2 (en) | Method and apparatus for measuring the input frequency response of a digital receiver | |
| US4860227A (en) | Circuit for measuring characteristics of a device under test | |
| Mokole et al. | Integrated digital UWB-radar | |
| CN116318155B (en) | Precise time base equivalent sampling device and method | |
| JP3417507B2 (en) | Arbitrary waveform generator for DUT test | |
| JP2004286511A (en) | Light sampling device and light waveform observation system | |
| RU17666U1 (en) | FREQUENCY COMPARATOR | |
| RU2697852C1 (en) | Device for diagnostics of technical condition of mechanisms | |
| EP3867652B1 (en) | Architecture of time sampling digital signal processing device based on an application of the frequency multiplying device | |
| JPH06103293B2 (en) | Ultrasonic measurement device A / D conversion processing method | |
| JP3138315B2 (en) | Asynchronous calibration circuit and frequency detection circuit | |
| JP2508226B2 (en) | Signal generator |
Legal Events
| Date | Code | Title | Description |
|---|---|---|---|
| BB1A | Patent application published |
Effective date: 20190125 |
|
| FG9A | Patent granted |
Effective date: 20190211 |
|
| MM9A | Lapsed patents |
Effective date: 20230716 |