RU1800385C - Method of phase detection - Google Patents

Method of phase detection

Info

Publication number
RU1800385C
RU1800385C SU904865814A SU4865814A RU1800385C RU 1800385 C RU1800385 C RU 1800385C SU 904865814 A SU904865814 A SU 904865814A SU 4865814 A SU4865814 A SU 4865814A RU 1800385 C RU1800385 C RU 1800385C
Authority
RU
Russia
Prior art keywords
phase
signal
signals
wave
measured
Prior art date
Application number
SU904865814A
Other languages
Russian (ru)
Inventor
Леопольд Михайлович Березницкий
Original Assignee
Центральное научно-производственное объединение "Ленинец"
Priority date (The priority date is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the date listed.)
Filing date
Publication date
Application filed by Центральное научно-производственное объединение "Ленинец" filed Critical Центральное научно-производственное объединение "Ленинец"
Priority to SU904865814A priority Critical patent/RU1800385C/en
Application granted granted Critical
Publication of RU1800385C publication Critical patent/RU1800385C/en

Links

Landscapes

  • Measuring Phase Differences (AREA)

Abstract

Использование: предназначено дл  измерени  и контрол  параметров различной природы и может быть использовано в системах св зи и телеметрии, а также дл  измерени  и контрол  величин реактивной и активной составл ющих измен ющегос  полного сопротивлени  устройств и датчиков . Сущность изобретени : при фазовом детектировании генерируют сигнал воздействи  и опорные когерентные сигналы, перемножают смещенный по фазе измеренный сигнал, фаза которого изменена пропорционально величине измер емого параметра, и опорные квадратурные сигналы , измер ют сепарацию и квадратурную части измер емого сигнала, осуществл ют сдвиг фазы квадратурных опорных сигналов на угол 360°/N0n, где N0n число, выбранное по требуемой точности измерени , отличием служит то, что негенерируемый сигнал воздействи  распредел ют по времени в дф направлени х, формируют из него абсолютно когерентный квазйаналого- вый синусоидальный сигнал с числом уровней квантовани  пкф, осуществл ют изменение в сторону уменьшени  величины амплитуды первой полуволны Vmi квазианалогового синусоидального сигнала,если фаза его сдвинута в сторону отставани  или/и в сторону увеличени  величины амплитуды второй полуволны квазианалогового синусоидального сигнала, а если фаза сдвинута в сторону опережени , осуществл ют изменение в сторону увеличени  амплитуды первой полуволны квазианалогового синусоидального сигнала или/и в сторону уменьшени  величины амплитуды второй полволны Vm2 этого сигнала соответственно на величину Vmi/Nb и Vm2 NB, где Mb - число изменений Vmi и Vm2, после чего на любом из указанных изменений одной из амплитуд полуволн осуществл ют аналогичные операции формировани  полностью когерентных, сдвинутых на различные значени  фиксированных фаз, нескольких опорных квазинепрерывных в вершинах сигналов, затем сдвигают по фазе эти сигналы путем изменени  начала распределени  сигнала воздействи  и сформированного измер емого сигнала без разрушени  когерентности , независимо от их частоты, до нулевого значени  продетектированных сигналов. 4 ил. со 00 о о со 00 елUsage: it is intended for measuring and monitoring parameters of various nature and can be used in communication and telemetry systems, as well as for measuring and monitoring the values of the reactive and active components of the changing impedance of devices and sensors. SUMMARY OF THE INVENTION: during phase detection, an action signal and reference coherent signals are generated, the phase-shifted measured signal is multiplied, the phase of which is changed proportionally to the measured parameter value, and the reference quadrature signals are measured, the separation and the quadrature parts of the measured signal are measured, and the quadrature phase shift is performed reference signals at an angle of 360 ° / N0n, where N0n is a number selected according to the required measurement accuracy, the difference is that the non-generated signal of exposure is distributed over time In the DF directions, they form an absolutely coherent quasi-analog sinusoidal signal with the number of PCF quantization levels from it, they change the amplitude of the first half-wave Vmi of the quasi-analogue sinusoidal signal, if its phase is shifted up or down and / or up the magnitude of the amplitude of the second half-wave of the quasi-analogue sinusoidal signal, and if the phase is shifted to the leading side, a change is made in the direction of increasing the amplitude of the first half-wave of the quasianalogue analog sinusoidal signal and / or in the direction of decreasing the amplitude of the second half-wave Vm2 of this signal by Vmi / Nb and Vm2 NB, respectively, where Mb is the number of changes in Vmi and Vm2, after which similar operations are performed on any of the indicated half-wave amplitudes the formation of completely coherent, shifted by different values of fixed phases, several reference quasicontinuous signals at the vertices, then these signals are phase shifted by changing the beginning of the distribution of the signal of influence and th e measured signal without destroying the coherence, regardless of their frequency, until a zero value of the detected signals. 4 ill. from 00 to about to 00 eat

Description

Изобретение относитс  к радиотехнике, предназначено дл  измерени  и контрол  параметров различной природы и может быть использовано в системах автоматического управлени  и телеуправлени  переме- щающимис  и манипулирующимиThe invention relates to radio engineering, is intended for the measurement and control of parameters of various nature and can be used in automatic control and telecontrol systems of moving and manipulating

аппаратами и протекающими процессами различных природ, в радио, оптической и акустолокации, в системах св зи и телеметрии , а также дл  измерени  контрол  величин реактивной и активной составл ющих частей измен ющегос  полного сопротивлени  устройств и датчиков или волнового показател  распространени  в среде.devices and processes of various natures, in radio, optical and acoustic location, in communication and telemetry systems, as well as for measuring the control of reactive and active components of the changing impedance of devices and sensors or wave propagation index in the medium.

Цель изобретени  - расширение области применени , повышение быстродействи  и точности фазового детектировани . The purpose of the invention is the expansion of the scope, increasing the speed and accuracy of phase detection.

Сущность изобретени  заключаетс  в том, что по способу фазового детектировани  генерируют сигнал воздействи  Ui и опорные когерентные сигналы U2 и Us, осуществл ют детектирование по фазе, пере- множа  смещенный по фазе измер емый сигнал ответа 1М, фаза которого изменена пропорционально величине измер емого параметра Ах, с опорным сигналом и со смещенным по фазе на 90° квадратурным опорным сигналом, измер ют синфазную и квадратурную части измер емого сигнала ответа по отношению к соответствующим опорным сигналом, осуществл ют сдвиг фазы опорного сигнала и фазы квадратурного опорного сигнала на угол, равный 360°/N0n, где Non - число, выбранное по требуемой точности измерений по опорному сигналу, в отличие от прототипа генерируемый сигнал воздействи  1М распредел ют по времени в пдф направлени х и из распределенного сигнала воздействи  формируют абсолютно когерентно квазианалоговый синусоидальный сигнал с числом уровней квантовани  пкф, осуществ- л ют изменение в сторону уменьшени  величины амплитуды первой полуволны Vmi квазианалогового синусоидального сигнала , если у сформированного измер емого сигнала фаза сдвинута в сторону отставани  относительно фазы опорного сигнала или (и) в сторону увеличени  величины амплитуды второй полуволны этого сигнала, а если у сформированного квазианалогового синусоидального сигнала фаза сдвинута в сторо- ну опережени  относительно фазы опорного сигнала осуществл ют изменение в сторону увеличени  амплитуды первой полуволны квазианалогового синусоидального сигнала и (или) в сторону уменьшени  величины амплитуды второй полуволны Vm2 этого сигнала, соответственно на величину -rjr- и Vm2 NB, гдеЫвThe essence of the invention lies in the fact that according to the phase detection method, an influence signal Ui and reference coherent signals U2 and Us are generated, phase detection is performed, multiplying the phase-shifted measured response signal 1M, the phase of which is changed proportionally to the value of the measured parameter Ax , with the reference signal and with a 90 ° phase-shifted quadrature reference signal, the in-phase and quadrature parts of the measured response signal are measured with respect to the corresponding reference signal, phase shift o of the reference signal and the phase of the quadrature reference signal at an angle equal to 360 ° / N0n, where Non is the number selected by the required measurement accuracy for the reference signal, in contrast to the prototype, the generated 1M exposure signal is distributed in time in the pdf directions and from the distributed signal the effects form an absolutely coherent quasi-analogue sinusoidal signal with the number of quantization levels of the PCF, change the amplitude of the first half-wave Vmi of the quasi-analogue sinusoidal signal, if the the phase of the measured signal is shifted in the direction of lagging relative to the phase of the reference signal or (and) in the direction of increasing the amplitude of the second half-wave of this signal, and if the phase of the generated quasi-analogue sinusoidal signal is shifted in the direction of advance relative to the phase of the reference signal increasing the amplitude of the first half-wave of the quasi-analog sinusoidal signal and (or) in the direction of decreasing the amplitude of the second half-wave Vm2 of this signal, respectively, by -rjr- and Vm2 NB, where

число необходимых изменений амплитуды соответствующей полуволны Vmi, Vm2, после чего на любом из указанных изменений одной из амплитуд полуволн осуществл ют аналогичные с описанными выше операции формировани  полностью когерентных, сдвинутых на различные значени  фиксированных фаз, нескольких опорных квазинепрерывных в вершинах сигналов, затем осуществл ют фазовые сдвиги этих сигналов путем изменени  начала распределени  сигнала воздействи  и сформированного измер емого сигнала без разрушени  когерентности независимо от их частоты до тех пор, пока не выполнитс  измерение, соответствующее нулевому значению напр жени  продетектированного сигнала.the number of necessary changes in the amplitude of the corresponding half-wave Vmi, Vm2, after which, on any of the indicated changes in one of the half-wave amplitudes, the operations of forming completely coherent, shifted by different values of fixed phases, several reference quasicontinuous signals at the vertices are carried out, then phase shifts of these signals by changing the beginning of the distribution of the exposure signal and the generated measured signal without destroying the coherence, regardless of their frequency until a measurement is made corresponding to the zero voltage value of the detected signal.

На фиг.1 показана структурна  схема реализации способа фазового детектировани ; на фиг. 2 - принципиальна  схема распределител  сигнала; на фиг.З - принципиальна  схема формировател  переменных амплитудно-полуволновых и фазовых сигналов; на фиг.4 - принципиальна  схема формировател  полностью когерентных квадратурных опорных сигналов переменного фазы.Figure 1 shows a block diagram of an implementation of a phase detection method; in FIG. 2 is a circuit diagram of a signal distributor; Fig. 3 is a schematic diagram of a driver of variable amplitude half-wave and phase signals; Fig. 4 is a schematic diagram of a driver of fully coherent quadrature reference signals of an alternating phase.

Устройство (один из вариантов), реализующее предлагаемый способ фазового детектировани  (фиг.1), содержит опорный генератор 1, формирователь 2 когерентных квадратурных опорных сигналов переменной фазы, фазовый датчик 3, фазовые детекторы 4 и 5, интегратор-преобразователь 6, распределитель 7 сигнала, формирователь 8 переменных амплитудно-полуволновых и фазовых сигналов, переключатель 9. Информационные выходы интегратора-преобразовател  6,  вл ющиес  информационными выходами 10 и 11 устройства, а также управл ющие входы дл  управлени  фазой формировател  2 и дл  управлени  амплитудами полуволн и фазой формировател  8, которые  вл ютс  управл ющими входами 12 и 13 устройства.A device (one of the options) that implements the proposed method of phase detection (Fig. 1) comprises a reference generator 1, a shaper 2 of coherent quadrature reference signals of a variable phase, a phase sensor 3, phase detectors 4 and 5, an integrator-converter 6, a signal distributor 7 , driver 8 of variable amplitude-half-wave and phase signals, switch 9. Information outputs of the integrator-converter 6, which are information outputs 10 and 11 of the device, as well as control inputs for phase control formulator 2 and for controlling the amplitudes of the half-waves and the phase of the shaper 8, which are the control inputs 12 and 13 of the device.

Способ не исключает, а обусловливает возможность соединени  информационного выхода 10 с управл ющим входом 13 дл  улучшени  динамических свойств устройства , реализующего предлагаемый способ.The method does not exclude, but makes it possible to connect the information output 10 to the control input 13 to improve the dynamic properties of a device that implements the proposed method.

Куправл ющим входам и информационным выходам устройства может подключатьс  внешн   ЦВМ.The external inputs can be connected to the control inputs and information outputs of the device.

На фиг,2 обозначены: Pi - разр дный счетчик 14 и его дешифратор 15 с 2Pi п дискретными выходами.In Fig. 2, are indicated: Pi is a bit counter 14 and its decoder 15 with 2Pi and discrete outputs.

На фиг.З обозначены: триггерный регистр пам ти 16 с многоразр дным входом 13 управлени  NB и с пдф группами Р2 - разр дных выходов; пдф логических ключей 17 и соответствующее количество весовых резисторных делителей 18; сумматор 19 пкф квантов по каждому из пдф дискретов.In Fig. 3, the following are indicated: trigger memory register 16 with multi-bit control input 13 NB and with pdf groups P2 - bit outputs; pdf logical keys 17 and the corresponding number of weight resistor dividers 18; adder 19 pcf quanta for each of the pdf discs.

На фиг.4 обозначены: Р-разр дный счетчик 20 с многоразр дным входом 12 управлени  Non и его дешифратор 21с дискретными выходами; формирователь 22 квадратурного опорного сигнала, содержащий фиксированные по косинусу квадратурно-весовые резисторные делители 23 иIn Fig. 4, the following are indicated: P-bit counter 20 with non-bit control input 12 Non and its decoder 21 with discrete outputs; driver 22 quadrature reference signal containing fixed cosine quadrature-weight resistor dividers 23 and

сумматор 24 квантов; формирователь 25 синфазного опорного сигнала, содержащий фиксированные по синусу синфазно-весо- вые резисторные делители 26 и сумматор 27 квантов.adder 24 quanta; a common-mode reference signal shaper 25 comprising sinus-fixed in-phase weight resistor dividers 26 and a quantum adder 27.

Устройство включает в себ  блоки:The device includes blocks:

- опорный генератор 1 предназначен дл  генерировани  сигнала Ui тактовой высокостабильной частоты и выполнен, например , по обычной осцилл торной схеме автогенератора, выход которого подключен к счетным входам счетчиков 14 и 20 соответственно , распределител  7 и формировател  2;- the reference oscillator 1 is designed to generate a highly stable clock frequency signal Ui and is made, for example, according to the usual oscillator circuit of the oscillator, the output of which is connected to the counting inputs of the counters 14 and 20, respectively, of the distributor 7 and the driver 2;

- формирователь 2 полностью когерентных квадратурных опорных сигналов переменной фазы (фиг.4) предназначен дл  формировани  полностью когерентных, по модели, между собой и относительно сигнала воздействи  соответственно синфазного U2 и квадратурного 11з, квантованных на позици х тактовой частоты, бинарных опорных сигналов с квазинепрерывными вершинами, фаза которых одновременно измен етс  пропорционально дес тичному весу кода управлени  Non, поступающего на многоразр дный Р-вход счетчика 20 формировател  2, обеспечивающего сохранение квадратуры и полной (без вносимой погрешности е) когерентности опорных сигналов во всем диапазоне фазовых изменений и независимо от частоты сигнала воздействи  Ui, при этом выход счетчика 20 через дешифратор 21 подключен соответственно через делители 23 к сумматору 24 формировател  22, а через делители 26 - к сумматору 27 формировател  25, выходы сумматоров 24 и 27 формировател  2 подключены к ключевым входам 2 соответственно квадратурного детектора 5 и синфазного детектора 4;- a shaper 2 of completely coherent quadrature reference signals of a variable phase (Fig. 4) is designed to generate completely coherent, according to the model, with each other and with respect to the common-mode U2 and quadrature 11s signals, quantized at clock frequencies, binary reference signals with quasi-continuous vertices , the phase of which simultaneously changes in proportion to the decimal weight of the Non control code fed to the multi-bit P-input of the counter 20 of the shaper 2, which provides storage the quadrature and complete (without the introduced error e) coherence of the reference signals in the entire range of phase changes and regardless of the frequency of the impact signal Ui, while the output of the counter 20 through the decoder 21 is connected respectively through the dividers 23 to the adder 24 of the former 22, and through the dividers 26 to the adder 27 of the shaper 25, the outputs of the adders 24 and 27 of the shaper 2 are connected to the key inputs 2 of the quadrature detector 5 and in-phase detector 4, respectively;

- фазовый датчик 3 представл ет собой многополюсник, вносимые которым фазовый сдвиг и затухание необходимо проконтролировать , измерить и которые могут  вл тьс  как собственно параметрами датчика 3, так и параметром внешнего воздействи  той или иной природы на датчик по управл ющему входу Ах или непосредственным вли нием состава и процессов среды распространени  сигнала воздействи  Us, при этом сигнал воздействи  подаетс  на сигнальный вход фазового датчика с выхода сумматора 19 формировател  8 (фиг.З) переменных амплитудно-полуволновых фазовых сигналов, а индикативный выход фазового датчика подключен к аналоговым входам 1 фазовых детекторов 4 и 5;- the phase sensor 3 is a multipole, the phase shift and attenuation introduced by it must be monitored, measured, and which can be either the parameters of the sensor 3 itself or the parameter of an external action of one nature or another on the sensor via the control input Ax or direct influence of the composition and processes of the medium of the propagation of the exposure signal Us, while the exposure signal is fed to the signal input of the phase sensor from the output of the adder 19 of the shaper 8 (Fig. 3) of variable amplitude half-waves x phase signals, and the indicative output of the phase sensor is connected to the analog inputs of 1 phase detectors 4 and 5;

- фазовый детектор 4 (5) предназначен (каждый) дл  преобразовани  разности амплитуд разнопо л рных полуволн квазианалогового сигнала ответа 1М, поступающего на аналоговые входы 1 детекторов 4 и 5, и (или) разности фаз перемножаемых сигнала- phase detector 4 (5) is intended (each) for converting the difference in amplitudes of the bi-directional half-waves of the quasi-analog response signal 1M supplied to the analog inputs 1 of detectors 4 and 5, and (or) the phase difference of the multiplied signal

ответа и опорных сигналов U2 и Уз, с квазинепрерывными вершинами, поступающих каждый на входы 2 соответственно детекторов 4 и 5 в квадратуре относительно друг друга - в напр жени  сложных фаз соответ0 ственно U1 и U1e, подаваемых на входы интеграторов 33 интегратора-преобразовател  6, при этом фазовый детектор выполнен по общеизвестной схеме, например, кольцевого фазового детектора, содержа5 щего два полупроводниковых триода в качестве нелинейных элементов, эмиттеры которых соединены вместе на общую нагрузку , коллекторы через парафазный каскад расщеплени  соединены с датчиком 3, аresponse and reference signals U2 and Uz, with quasicontinuous vertices, each arriving at the inputs of 2 detectors 4 and 5, respectively, in quadrature with respect to each other - at the voltages of complex phases, respectively, U1 and U1e, applied to the inputs of integrators 33 of integrator-converter 6, at This phase detector is made according to a well-known scheme, for example, an annular phase detector containing 5 semiconductor triodes as non-linear elements, the emitters of which are connected together for a common load, collectors through a paraphase splitting frames are connected to the sensor 3, and

0 базы этих триодов соединены, одна - с ключевым входом 2 детектора 4 (5); друга  - с источником смещени ;0 the bases of these triodes are connected, one with the key input 2 of detector 4 (5); friend - with a source of displacement;

- интегратор-преобразователь 6 предназначен дл  фильтрации, сглаживани  и- integrator-converter 6 is designed for filtering, smoothing and

5 преобразовани  напр жени  сложной формы в выделенную за период посто нную составл ющую напр жени  посто нного тока в удобном дл  измерени  и обработки цифровом виде;5 converting the voltage of a complex shape into a constant component of the DC voltage extracted during a period in a digital form convenient for measurement and processing;

0 - распределитель сигнала 7 предназначен дл  распределени  по времени, с помощью Pi-разр дного счетчика 14 и его дешифратора 15, в пдф направлени х сигнала воздействи  Ui в виде, например, потен5 циальных интервалов периодов следовани  генерируемого сигнала воздействи , при этом многопозиционный выход дешифратора 15 распределител  7 подключен каждый по счетному пор дку позиций к первым РЗ0 - signal distributor 7 is designed to distribute in time, using the Pi-bit counter 14 and its decoder 15, in the pdf the directions of the impact signal Ui in the form, for example, of the potential intervals of the repetition periods of the generated impact signal, while the multiposition output of the decoder 15 the distributor 7 is connected each in a counting order of positions to the first RE

0 входам соответствующих Пдф двухвходовых логических ключей 17 формировател  8 (фиг.З), а счетный вход счетчика 14 подключен к выходу опорного генератора 1;0 to the inputs of the corresponding PDF of the two-input logic keys 17 of the driver 8 (Fig. 3), and the counting input of the counter 14 is connected to the output of the reference generator 1;

- формирователь переменных ампли- 5 тудно-полуволновых и фазовых сигналов 8 (фиг.З) предназначен дл  абсолютно когерентного формировани  из импульсных распределенных по Пдф направлени м последовательностей квазианалогового, на- 0 пример, синусоидального сигнала воздействи  Us и изменени  как амплитудных значений каждой из полуволн сформированного сигнала Us, так и его начальной фазы пропорционально дес тичному весу 5 кода управлени  NB, поступающего в регистр пам ти 16 по управл ющему входу 13, при этом Пдф Р2-разр дных групп выходов регистра 16 подключены раздельно к вторым управл ющим входам логических ключей 17, выходы которых соединены с- a shaper of variable amplitudes of 5 pseudo-half-wave and phase signals 8 (Fig. 3) is intended for absolutely coherent generation of quasi-analog, for example, a sinusoidal signal of the action of Us from pulse pulses distributed along the PDF directions and changing as the amplitude values of each half-wave the generated signal Us, and its initial phase is proportional to the decimal weight 5 of the control code NB, which enters the memory register 16 via the control input 13, while the PDF of the P2-bit groups of outputs of the register and 16 are connected separately to the second control inputs of the logical keys 17, the outputs of which are connected to

многоразр дными резисторными делител ми типа R-2R или компенсационных, выходы которых подключены к гь входам сумматора 19, выход которого подключен к сигнальному входу датчика 3;multi-bit resistor dividers of the type R-2R or compensation, the outputs of which are connected to the inputs of the adder 19, the output of which is connected to the signal input of the sensor 3;

- переключатель 9 предназначен дл  шунтировани  датчика 3 при измерении и контроле вносимого затухани .- a switch 9 is designed to bypass the sensor 3 when measuring and monitoring the insertion loss.

Работа устройства при фазовом детектировании двух неизвестных сигналов U4 (переключатель 9 разомкнут) и Us (переключатель 9 замкнут в точку а) позвол ет после интегрировани  и аналого-цифрового преобразовани  измерить и проконтролировать коэффициент передачи (активную часть комплексного параметра фазового датчика 3) в виде:The operation of the device during phase detection of two unknown signals U4 (switch 9 is open) and Us (switch 9 is closed to point a) allows, after integration and analog-to-digital conversion, to measure and control the transmission coefficient (active part of the complex parameter of the phase sensor 3) in the form:

щ ,, л|и ;г Уг..,,ч (()(.)Гu ,, l | u; r yi .. ,, h (() (.) r

K wa Kn PwiiU.. K wa Kn PwiiU ..

разность потенциалов р-гГ-перехода стабилитрона 28;the potential difference of the r-rG junction of the zener diode 28;

R - сопротивление резистора 29;R is the resistance of the resistor 29;

RO - сопротивление магниторезистора RM при напр женности ЬЬО;RO is the resistance of the magnetoresistor RM at the voltage L0;

С - емкость конденсатора 32;C is the capacitance of the capacitor 32;

п - общее результирующее число измерений .n is the total resulting number of measurements.

Вносимый фазовый сдвиг параметриче- ски  вл етс  реактивной частью комплексного параметра устройства 3.The introduced phase shift is parametrically a reactive part of the complex parameter of device 3.

При работе устройства фазового детектировани  с переключателем 9 (фиг.1), замкнутым в точку а, вносимый контролируемым устройством 3 фазовый сдвиг компенсируетс  на величину фазовой компенсации не только по опорным сигналам U2 и Уз, как в прототипе и аналоге, но в отличие от них, и по квазианалоговому сиг- налу воздействи  Us с помощью распределител  7 и формировател  8 и определ етс  при этом какWhen the phase detection device with the switch 9 (Fig. 1) is closed to point a, the phase shift introduced by the controlled device 3 is compensated by the amount of phase compensation not only by the reference signals U2 and Uz, as in the prototype and analogue, but in contrast to them , and according to the quasi-analogue signal of the action of Us with the help of a distributor 7 and a shaper 8, and is determined in this case as

2 JC где Ф on (Ј) тп-Ј - фазовые сдвиги,2 JC where Ф on (Ј) tn-Ј - phase shifts,

1чоп1chop

осуществл емые с помощью формировател  2 по опорным квадратурным сигналам U2 и из;carried out by means of a shaper 2 by reference quadrature signals U2 and from;

Vmi,2 (Ј ) Vmi,2/NB изменени  амплитуд полуволн квазианалогового синусоидального сигнала воздействи , осуществл емые в отличие от прототипа с помощью распределител  7 и формировател  8 переменных амплитудно-полуволновых и фазовых сигналов;Vmi, 2 (Ј) Vmi, 2 / NB; changes in the half-wave amplitudes of the quasi-analogue sinusoidal signal, which, in contrast to the prototype, are carried out with the aid of a distributor 7 and a shaper 8 of variable amplitude half-wave and phase signals;

р (Ах) - вносимый контролируемым устройством 3 фазовый сдвиг на примере кон- кретных схем фазовых датчиков, 45 определ емый какp (Ax) - introduced by the controlled device 3 phase shift on the example of specific schemes of phase sensors, 45 defined as

р arctgp arctg

11

CoYVp-n и р arctg 2 jrfe С RM( H) CoYVp-n and p arctg 2 jrfe C RM (H)

соответственно, где Vp-n - контролируемое напр жение посто нного тока; Со начальна  емкость р-п -перехода стабилитрона 28 при k - конструктивный коэффициент , характеризующий контактнуюrespectively, where Vp-n is the controlled direct current voltage; From the initial capacitance of the pn junction of the zener diode 28 at k is the design coefficient characterizing the contact

ч(h (

, иГ и;((м, IG and; ((m

f lLNon N00 Jf lLNon N00 J

Ј 0,1..,Ј 0.1 ..,

NcNc

КЬ -1Kb -1

,...NC, ... NC

3535

Ј 0,1,., NBЈ 0,1,., NB

00

5 5

00

55

Non - выбранное по требуемой точности число фазовых сдвигов и измерений по опорным сигналам, определ ющее величину дискрета 360/N0n фазового сдвига, устанавливаемого по входу управлени  12 (фиг.1);Non is the number of phase shifts and measurements from the reference signals selected by the required accuracy, which determines the magnitude of the phase shift 360 / N0n discrete set at the control input 12 (Fig. 1);

NB Non/Ke-1 - число необходимых фазовых сдвигов квазианалогового сигнала воздействи , обеспечивающее необходимое повышение быстродействи  фазового детектировани  и измерени  в Кб 2,3,.,(Non+1) раз, которое может выбиратьс  из указанного р да значений коэффициента быстродействи  Кб и которое устанавливаетс  по входу управлени  13 (фиг.1).NB Non / Ke-1 - the number of required phase shifts of the quasi-analog exposure signal, providing the necessary increase in the speed of phase detection and measurement in Kb 2.3,., (Non + 1) times, which can be selected from the specified series of values of the speed coefficient Kb and which is set at the control input 13 (Fig. 1).

Амплитудно-полуволновое балансирование площадей полуволн при фазовом детектировании и фазова  компенсаци  по квазианалоговому сигналу могут осуществл тьс  как порознь, так и одновременно, взаимно дополн   друг друга по своим достоинствам , обеспечива  повышение быстродействи  фазового детектировани  в два и более раз, при этом позвол   уменьшить дискрет фазовых сдвигов по опорному сигнал 360/Non увеличением числа N0n, что обусловливает повышение точности при выбранном быстродействии (увеличение Кь), нейтрализу  тот факт, что обычно (как у прототипа и аналога) с повышением точности (увеличением числа N0n) уменьшением фазового дискрета должно снижатьс  быстродействие по гиперболическому закону в координатах точность - быстродействие. Одновременно при этом повышаетс  динамическа  устойчивость работы устройства к случайным выбросам по величине измер емых параметров фазового датчика 3.Amplitude-half-wave balancing of the areas of half-waves during phase detection and phase compensation by a quasi-analog signal can be carried out both separately and at the same time, mutually complementing each other in their advantages, providing an increase in the speed of phase detection by two or more times, while allowing to reduce the discretization of phase of shifts in the reference signal 360 / Non by an increase in the number N0n, which leads to an increase in accuracy at the chosen speed (increase in Kb), the fact that usually ( the prototype and analogue) with increased accuracy (increase in the number n0n) a decrease in the phase increment should snizhats performance hyperbolically in the accuracy of the coordinates - speed. At the same time, the dynamic stability of the operation of the device to accidental emissions is increased in terms of the measured parameters of the phase sensor 3.

Таким образом, устройство, реализующее и раскрывающее способ фазового детектировани , не снижа  точности измерений и контрол  или повыша  ее уменьшением дискретности фазовращени  формирователем 2, обеспечивает повышение быстродействи  в св зи с возможностью осуществлени  изменени  амплитуд полуволн и фазовращени  формирователем 8 квазианалогового синусоидального сигнала воздействи .Thus, a device that implements and discloses a phase detection method without decreasing the accuracy of measurements and monitoring or increasing it by decreasing the phase discreteness of the shaper 2, improves the speed due to the possibility of changing the half-wave amplitudes and the phase rotation of the quasi-analog sinusoidal signal by the shaper 8.

Более того, устройство повышает принципиально точность фазового детектировани  измерени  и контрол  с св зи с тем, что предлагаемый способ обеспечивает как детерминированную св занность всех параметров спектра (частота, фаза, коэффициент формы и уровень)„т.е. полную когерентность , так и их независимость в широких диапазонах изменений, т.е. абсолютную когерентность , что интерпретируетс  п-мер- ным вектором, представл емым в виде предельной композиционной суммы коэффициентов коррел ции параметрических функций частоты и их последующих производных с нарастающим от члена к члену пор дком, при этом дл  абсолютной когерентности вектор обозначает одну из выбранных материальных точек шаровой поверхности. Поэтому предлагаемый способ повышает точность фазового детектировани  исключением погрешности (е) , присущей прототипу и аналогам, при формировании квадратуры опорных сигналов, так как решает эту проблему обеспечением абсолютной когерентности сигналов воздействи  и опорных, формиру  их квазианалоговыми все без исключени  и обеспечива  детерминизацию фазового детектировани  и тем самым детерминизацию интегрируемого приращени  напр жени  и его аналого- цифрового преобразовани .Moreover, the device fundamentally improves the accuracy of phase detection of measurement and control due to the fact that the proposed method provides as a deterministic connection of all spectrum parameters (frequency, phase, shape factor and level), i.e. full coherence and their independence over a wide range of changes, i.e. absolute coherence, which is interpreted by the n-dimensional vector, represented as the limiting compositional sum of the correlation coefficients of the parametric frequency functions and their subsequent derivatives with increasing order from member to member, while for absolute coherence the vector denotes one of the selected material points ball surface. Therefore, the proposed method improves the accuracy of phase detection by eliminating the error (e) inherent in the prototype and analogues when forming the quadrature of the reference signals, since it solves this problem by providing absolute coherence of the impact and reference signals, forming them quasi-analog all without exception and ensuring the determination of phase detection and thereby thereby determining the integrable voltage increment and its analog-to-digital conversion.

Формул а изобретени  Способ фазового детектировани , по которому генерируют сигнал воздействи  и опорные когерентные сигналы, осуществл ют детектирование по фазе, перемножа  смещенный по фазе измеренный сигнал, фаза которого изменена пропорционально величине измер емого параметра, с опорным сигналом и со смещенным по фазе на 90°SUMMARY OF THE INVENTION A phase detection method by which an exposure signal and reference coherent signals is generated performs phase detection by multiplying a phase-shifted measured signal whose phase is changed proportionally to the measured parameter, with a reference signal and 90 ° phase-shifted

0 квадратурным опорным сигналом, измер ют синфазную и квадратурную части изме- р емого сигнала по отношению к соответствующим опорным сигналам, осуществл ют сдвиг фазы опорного сигнала и0 by a quadrature reference signal, the in-phase and quadrature parts of the measured signal are measured with respect to the corresponding reference signals, the phase shift of the reference signal is carried out, and

5 фазы квадратурного опорного сигнала на угол 360°/N0n, где N0n - число, выбранное по требуемой точности измерений по опорному сигналу, отличающийс  тем, что с целью расширени  области при0 менени , повышени  быстродействи  и точности фазового детектировани , генерируемый сигнал воздействи  распредел ют по времени в пдф направлени х и из распределенного сигнала воздействи  фор5 мируют абсолютно когерентно квазианалоговый синусоидальный сигнал с числом уровней квантовани  Пкф, осуществл ют изменение в сторону уменьшени  величины амплитуды первой полуволны Umi квази0 аналогового синусоидального сигнала,.если у сформированного измер емого сигнала фаза сдвинута в сторону отставани  относительно фазы опорного сигнала или/и в сторону увеличени  величины ам5 плитуды второй полуволны этого сигнала, а если у сформированного квазианалогового синусоидального сигнала фаза сдвинута в сторону опережени  относительно фазы опорного сигнала, осуществл ют из0 менение в сторону увеличени  амплитуды первой полуволны квазианалогового синусоидального сигнала и/или в сторону уменьшени  величины амплитуды второй полуволны Um2 этого сигнала соответствен5 но на величину Umi/Ne и Um2 NB, где NB число необходимых изменений амплитуды соответствующей полуволны Umi, Um2,после чего на любом из указанных изменений одной из амплитуд полуволн5 phases of the quadrature reference signal at an angle of 360 ° / N0n, where N0n is the number selected according to the required accuracy of measurements from the reference signal, characterized in that, in order to expand the field of application, increase the speed and accuracy of phase detection, the generated exposure signal is distributed over of time in the pdf directions and from the distributed signal of influence, an absolutely coherent quasi-analog sinusoidal signal with the number of quantization levels of the pcf is generated absolutely coherently, the amplitude is changed in the direction of decreasing if the first half-wave Umi is a quasi-0 analog sinusoidal signal, if the phase of the generated measured signal is shifted to the backward lag relative to the phase of the reference signal and / or to the direction of increasing the magnitude of the amplitude of the second half-wave of the second signal, and if the phase of the generated quasi-analog sinusoidal signal is shifted to the side leading relative to the phase of the reference signal, a change is made in the direction of increasing the amplitude of the first half-wave of the quasi-analog sinusoidal signal and / or in the direction of decreasing changes in the amplitude of the second half-wave Um2 of this signal, respectively, by the value of Umi / Ne and Um2 NB, where NB is the number of necessary changes in the amplitude of the corresponding half-wave Umi, Um2, and then at any of the indicated changes in one of the amplitudes of the half-waves

0 осуществл ют аналогичные с описанными операции формировани  полностью когерентных , сдвинутых на различные значени  фиксированных фаз, нескольких опорных квазинепрерывных в вершинах0, they carry out operations similar to those described above to form completely coherent, shifted by different values of fixed phases, several support quasicontinuous vertices

5 сигналов, затем осуществл ют фазовые сдвиги этих сигналов путем изменени  начала распределени  сигнала воздействи  и сформированного измер емого сигнала без разрушени  когерентности, независимо от их частоты, до тех пор, пока не выполнитс  измерение, соответствую- жени  п р о д ет е кт и р о в а н н о г о щее нулевому значению напр - сигнала.5 signals, then phase shifts of these signals are carried out by changing the beginning of the distribution of the exposure signal and the generated measured signal without destroying the coherence, regardless of their frequency, until a measurement is performed, corresponding to the procedure r o n a n n o g to zero value of voltage - signal.

Mi fl №Mi fl No.

фаг. iphage i

I I

II

//

, ,

98С008198С0081

12. . 12. .

-т--t-

СтЈлЛ;StЈLL;

//

ii

ii

rj - i ..: rj - i ..:

L2Ј L2Ј

7.7 .7.7.

kk

ur. ur.

11

гg

20twenty

2323

-to-to

U3U3

25- ;25-;

к 5.5to 5.5

JlJl

VI i.vVI i.v

SU904865814A 1990-09-10 1990-09-10 Method of phase detection RU1800385C (en)

Priority Applications (1)

Application Number Priority Date Filing Date Title
SU904865814A RU1800385C (en) 1990-09-10 1990-09-10 Method of phase detection

Applications Claiming Priority (1)

Application Number Priority Date Filing Date Title
SU904865814A RU1800385C (en) 1990-09-10 1990-09-10 Method of phase detection

Publications (1)

Publication Number Publication Date
RU1800385C true RU1800385C (en) 1993-03-07

Family

ID=21535821

Family Applications (1)

Application Number Title Priority Date Filing Date
SU904865814A RU1800385C (en) 1990-09-10 1990-09-10 Method of phase detection

Country Status (1)

Country Link
RU (1) RU1800385C (en)

Non-Patent Citations (1)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Title
Патент US № 4654585, кл. G 01 R 25/04, 1987. *

Similar Documents

Publication Publication Date Title
CA1313696C (en) Phase responsive angular tracking device
US4449117A (en) Encoder tracking digitizer having stable output
US4079374A (en) Digital resolver-tracking loop
RU1800385C (en) Method of phase detection
IL36460A (en) Analog to digital converter
US4728884A (en) Infinite dynamic range phase detector
JP2846926B2 (en) Impedance measuring device
JPS5979114A (en) Detector for absolute line position
RU2053553C1 (en) Device for calculation of square root from difference of known and unknown values
JPS5814703B2 (en) Device for detecting quantities that define plane vectors
SU1479889A2 (en) Controlled phase shifter
RU2060548C1 (en) Device for calculation of reverse trigonometric functions arcsin x and arccos x
SU840815A2 (en) Device for measuring amplitude and phase frequency characteristics of automatic control systems
KR830000901B1 (en) Improved transducer signal device
JPH01176949A (en) Transient impedance measuring instrument
SU1030742A2 (en) Device for forming voltage proportional to pulse frequency logarithm
SU1001136A1 (en) Angle-to-code converter
RU2060545C1 (en) Device for calculation of vector argument
SU1559303A1 (en) Device for measuring phase characteristics of four-terminal network
SU828101A1 (en) Power factor to code converter
SU1003105A1 (en) Device for sine-cosine pulse-width conversion
RU2060549C1 (en) Device for calculation of trigonometric functions
SU888162A1 (en) Displacement-to-code converter
SU955048A1 (en) Random process generator
SU526932A1 (en) Dual Angle Motion Digitizer