RU2001409C1 - Device for determining phase relation of two sine-wave signals - Google Patents
Device for determining phase relation of two sine-wave signalsInfo
- Publication number
- RU2001409C1 RU2001409C1 SU5051966A RU2001409C1 RU 2001409 C1 RU2001409 C1 RU 2001409C1 SU 5051966 A SU5051966 A SU 5051966A RU 2001409 C1 RU2001409 C1 RU 2001409C1
- Authority
- RU
- Russia
- Prior art keywords
- signals
- signal
- sine
- phase
- wave signals
- Prior art date
Links
Landscapes
- Measuring Phase Differences (AREA)
Abstract
Использование: область измерительной техники , определение соотношений фаз двух синусоидальных сигналов. Сущность изобретени устройство содержит блок делени 1. дифференцирующее устройство 2, блок регистрации 3 2 илUsage: field of measurement technology, the determination of the phase ratios of two sinusoidal signals. SUMMARY OF THE INVENTION The device comprises a divider 1. A differentiator 2, a registration unit 3 2 or
Description
Фиг.)Fig.)
ыs
иand
гg
оabout
Изобретение относитс к измерительной технике, а именно к устройствам дл определени соотношени фаз двух синусоидальных сигналов, в частности к устройствам определени знака разности фаз сигналов, а частности к устройствам определени знака разности фаз сигналов напр жени или тока одной частоты, и предназначено дл преимущественного использовани в прецизионных устройствах, сохран ющих высокую точность определени знака при малых или близких 90°, 180° абсолютных значени х этой разности фаз в инфранизкочастотном диапазоне, когда амплитуды сигналов могут различатьс между собой и мен тьс в широких пределах.The invention relates to measuring equipment, in particular to devices for determining the phase relationship of two sinusoidal signals, in particular to devices for determining the sign of the phase difference of signals, and in particular to devices for determining the sign of the phase difference of voltage or current signals of the same frequency, and is intended for predominant use in precision devices that maintain high accuracy of sign determination at small or close 90 °, 180 ° absolute values of this phase difference in the infra-low-frequency range, when the amplitudes of the signals can vary among themselves and vary widely.
Известны различные устройства определени соотношени фаз двух синусоидальных сигналов при измерени х сдвиговVarious devices are known for determining the phase relationship of two sinusoidal signals in the measurement of shifts
фгЭЗ.FGEZ.
Такие устройства характеризуютс значительной сложностью из-за большого количества вспомогательных блоков, использующихс дл формировани дополнительных импульсов в определенные моменты времени, сравнени временных интервалов, определени коэффициентов модул ции, коррел ции и осуществлени дру|их функциональных преобразований. Кроме трудностей по изготовлению возникают погрешности определени знака разности при малых сдвигах и близких 90°, 180° их абсолютных значений, а также при малой амплитуде хот бы одного из сигналов , частота которых лежит в инфранизкоча- стотном диапазоне.Such devices are characterized by considerable complexity due to the large number of auxiliary units used to generate additional pulses at certain points in time, compare time intervals, determine modulation coefficients, correlation and perform other functional transformations. In addition to difficulties in manufacturing, errors arise in determining the sign of the difference for small shifts and close 90 °, 180 ° of their absolute values, as well as for the small amplitude of at least one of the signals whose frequency lies in the infra-low frequency range.
В указанных услови х погрешность становитс значительной из-за того, что на инфранизких частотах существенно уменьшаетс скорость изменени сигналов и врем срабатывани пороговых устройств становитс неоднозначным, особенно при малых значени х амплитуд (или амплитуды хот бы одного из сигналов) и разности фаз, кратных 90°, при этом длительности формируемых дополнительных импульсов имеют значительный разброс, что также увеличивает погрешность измерени знака разности фаз.Under these conditions, the error becomes significant due to the fact that at infralow frequencies the signal change rate decreases significantly and the response time of threshold devices becomes ambiguous, especially for small amplitudes (or amplitudes of at least one of the signals) and phase differences that are multiples of 90 °, while the durations of the generated additional pulses have a significant spread, which also increases the error in measuring the sign of the phase difference.
Известно устройство 4 , содержащее основные и дополнительные формирователи , два триггера и логические элементы И- НЕ.A device 4 is known, containing primary and secondary formers, two triggers and logical elements NAND.
Устройство характеризуетс недостаточной точностью измерени разности фаз при малых амплитудах сигналов в инфра- ниэкочастотном диапазоне при значени х сдвигов фаз близких и кратных 90°The device is characterized by insufficient accuracy in measuring the phase difference at small signal amplitudes in the infrared frequency range at phase shifts of close and multiple 90 °
Известно устройство, основанное на измерении фазового сдвига с помощью цифровых кодов, содержащее три формировател импульсов, подключенных к трем входам устройства, два из которых - сигнальные, а третий - оперный, счетчик импульсов, генератор , регистры и блок сравнени , подключенный к выходу устройства.A device based on measuring phase shift using digital codes is known, comprising three pulse shapers connected to three inputs of the device, two of which are signal and the third is opera, a pulse counter, a generator, registers, and a comparison unit connected to the output of the device.
Недостатком устройства вл етс значительное возрастание погрешности измерени при малых амплитудах исследуемыхThe disadvantage of this device is a significant increase in measurement error at small amplitudes of the studied
сигналов инфранизкочастотной области и особенно при значени х разности фаз между ними, близких к нулю или кратных 90°.signals of the infra-low frequency region, and especially when the phase difference between them is close to zero or a multiple of 90 °.
Этот недостаток свойственен всем устройствам порогового типа, принцип работыThis drawback is inherent in all threshold-type devices, the principle of operation
5 которых основан на сравнении исследуемого напр жени с порогом, и погрешность обусловлена неопределенностью времени срабатывани соответствующих блоков устройства при работе в указанных услови х.5 of which is based on a comparison of the test voltage with a threshold, and the error is due to the uncertainty of the response time of the corresponding units of the device when operating in the specified conditions.
0 Наиболее близким техническим решением к за вл емому по большему количеству сходных существенных признаков вл етс устройство дл определени соотношени фаз двух синусоидальных сигна5 лов 6 , содержащее интегрирующее устройство, дифференцирующее устройство , умножитель и регистрирующее устройство - нуль орган или компаратор. Входные сигналы соответственно интегрируютс ,0 The closest technical solution to the claimed for a large number of similar essential features is a device for determining the phase ratio of two sinusoidal signals 5 containing an integrating device, a differentiating device, a multiplier and a recording device - a zero organ or comparator. The input signals are integrated accordingly.
0 дифференцируютс , после чего перемножаютс и поступают на регистрирующее устройство , которое, имеет на выходе сигнал, равный нулю при соотношени х фаз между синусоидальными сигналами 0 или 180°.0 are differentiated, then multiplied and fed to a recording device, which has a signal output equal to zero at phase ratios between sinusoidal signals of 0 or 180 °.
5Устройство довольно простое, однако5 The device is quite simple, however
имеет погрешности при уменьшении амплитуды исследуемых сигналов. Кроме того, устройство не определ ет знака разности фаз между сигналами.has errors when reducing the amplitude of the studied signals. In addition, the device does not detect the sign of the phase difference between the signals.
0 Целью изобретени вл етс расширение функциональных возможностей устройства при сохранении его простоты.0 The aim of the invention is to expand the functionality of the device while maintaining its simplicity.
Цель достигаетс тем, что устройство дл определени соотношени фаз двух си5 нусоидальных сигналов, содержащее дифференцирующее устройство и блок регистрации, выход которого вл етс выходом устройства, дополнительно содержит блок делени , причем два входа блока деле0 ни - один дл сигнала-делимого, другой дл сигнала-делител , подключены к двум входам устройства, последовательно с блоком делени соединены дифференцирующее устройство и блок регистрации.The goal is achieved in that the device for determining the phase relationship of two sine-sine signals, comprising a differentiating device and a recording unit, the output of which is the output of the device, further comprises a division unit, the two inputs of the division unit being one for the divisible signal and the other for the signal -divider, connected to two inputs of the device, differentiating device and registration unit are connected in series with the division unit.
5 На фиг. 1 представлена функциональна схема устройства; на фиг. 2 - временные диаграммы работы устройства.5 in FIG. 1 shows a functional diagram of a device; in FIG. 2 - time diagrams of the operation of the device.
Устройство содержит блок делени 1, дифференцирующее устройство 2, блок регистрации 3.The device comprises a division unit 1, a differentiating device 2, a registration unit 3.
Два входа блока делени 1 подключены к двум сигнальным входам устройства - отмечены сигналами Ux(t). Uy(t) на фиг. 1. Выход блока делени 1 подключен к входу дифференцирующего устройства 2. выход которого, в свою очередь, подключен к входу блока регистрации 3.Two inputs of division unit 1 are connected to two signal inputs of the device - marked by signals Ux (t). Uy (t) in FIG. 1. The output of the division unit 1 is connected to the input of the differentiating device 2. The output of which, in turn, is connected to the input of the registration unit 3.
Устройство работает следующим образом . Синусоидальные сигналы Ux(t) и Uy(t) поступают на два входа блока делени 1 и одно из них, например, Ux(t) вл етс делимым , а второе Uy(t) - делителем.The device operates as follows. Sinusoidal signals Ux (t) and Uy (t) are fed to two inputs of division block 1 and one of them, for example, Ux (t) is divisible, and the second Uy (t) is a divider.
Частное от делени исследуемых сигналов , равное напр жению Ui, представл ет собой периодическую функцию, измен ющуюс по закону, близкому к тангенсу или котангенсу, и в зависимости от знака разности фаз исходных сигналов будет представл ть собой либо убывающую функцию на каждом полупериоде Т сигнала-делител Uy(t), как на фиг. 2 дл положительной разности фаз, либо возрастающую функцию дл отрицательной разности фаз. Приближенность зависимостей обусловлена тем, что в начале и конце каждого полупериода функции будут иметь не бесконечные, а некоторое конечное значение А.The quotient of the division of the studied signals, equal to the voltage Ui, is a periodic function that varies according to a law close to the tangent or cotangent, and, depending on the sign of the phase difference of the initial signals, will be either a decreasing function on each half-period T of the signal the divider Uy (t), as in FIG. 2 for a positive phase difference, or an increasing function for a negative phase difference. The approximation of the dependences is due to the fact that at the beginning and end of each half-period the functions will have not infinite, but some finite value A.
Сигнал-напр жение Ui поступает на дифференцирующее устройство 2, которое дифференцирует сигнал, и на выходе дифференцирующего устройства 2 получают сигналы - импульсы напр жений Ua определенной пол рности, определ емой видом сигнала Ui, т.е. получают последовательность импульсов положительной пол рности , если сигнал-делимое опережает по фазе сигнал-делител (Ui имеет вид котангенса ), или получают последовательность отрицательных импульсов, если сигналгде- лимое отстает от сигнала-делител по фазе (Ui имеет вид тангенса).The voltage signal Ui is supplied to a differentiating device 2, which differentiates the signal, and signals, voltage pulses Ua of a certain polarity determined by the form of the signal Ui, are received at the output of the differentiating device 2, i.e. a sequence of pulses of positive polarity is obtained if the divisible signal is ahead of the phase of the divider signal (Ui has the form of a cotangent), or a sequence of negative pulses is obtained if the equilibrium signal lags behind the divider signal in phase (Ui has the form of a tangent).
Таким-образом, на вход блока регистрации 3 поступает последовательность импульсов , пол рность которых определ етс знаком разности фаз исследуемых сигнаФормула изобретени Thus, a sequence of pulses, the polarity of which is determined by the sign of the phase difference of the studied signal, is input to the input of the registration unit 3.
УСТРОЙСТВО ДЛЯ ОПРЕДЕЛЕНИЯ СООТНОШЕНИЯ ФАЗ ДВУХ СИНУСОИДАЛЬНЫХ СИГНАЛОВ. СОдержащее дифференцирующее устройство и блок регенерации, выход которого вл етс выходом устройства, отличающеес тем, что оно дополнительно содержит блок DEVICE FOR DETERMINING THE PHASE RELATIONSHIP OF TWO SINUSOIDAL SIGNALS. A differentiating device and a regeneration unit, the output of which is the output of the device, characterized in that it further comprises a unit
лов. Блок регистрации 3 может представл ть собой или компаратор, или интегрирующий вольтметр, или какое другое устройство, имеющий выходной сигнал дл fishing The registration unit 3 may be either a comparator, or an integrating voltmeter, or some other device having an output signal for
сопр жени с другими устройствами или другую необходимую индикацию,pairing with other devices or other necessary indication,
, Информаци о знаке разности фазы нужна либо в устройствах измерени фазы, и тогда полученные последовательности, Information about the sign of the phase difference is needed either in the phase measuring devices, and then the obtained sequences
преобразуют в управл ющие импульсы дл общей измерительной схемы, либо эта информаци необходима при самосто тель-v ной регистрации, в этом случае пол рность последовательности импульса может бытьconverted into control pulses for a common measuring circuit, or this information is necessary for self-registration, in this case, the polarity of the pulse sequence can be
определена, например, с помощью стрелочного прибора с нулем по середине шкалы или при цифровой регистрации эти последовательности могут быть использованы как логические управл ющие импульсы.it is determined, for example, using a pointer instrument with a zero in the middle of the scale or with digital recording these sequences can be used as logical control pulses.
За вл емое устройство выполнено на стандартных элементах: бпок делени 1 выполнен четырехквадратным (7а). так как на него поступают сигналы разной пол рностиThe claimed device is made on standard elements: the side of division 1 is made four-square (7a). since it receives signals of different polarity
и измен ющиес во времени. Дифференцирующее устройство 2 приведено в (76), а блок регистрации в виде компаратора приведен в 7в.and time varying. The differentiating device 2 is given in (76), and the registration unit in the form of a comparator is given in 7c.
(56) 1. Авторское свидетельство СССР № 1138760, кл, G 01 R 25/00, 1984.(56) 1. USSR author's certificate No. 1138760, class G 01 R 25/00, 1984.
2.Авторское свидетельство СССР2. USSR Certificate of Authorship
№1503025.кл. G 01 R 25/00, 1989.No. 1503025.cl. G 01 R 25/00, 1989.
3.Авторское свидетельство СССР3. USSR Certificate of Authorship
№ 1503026, кл.С 01 R 25/00, 1989.No. 1503026, class C 01 R 25/00, 1989.
4.Авторское свидетельство СССР4. USSR Certificate of Authorship
Ms 1195275, кл. G 01 R 25/00, 1986. 5 Авторское свидетельство СССРMs 1195275, cl. G 01 R 25/00, 1986. 5 Copyright certificate of the USSR
№ 1167524. кл. G 01 R 25/00, 1985. 6. Авторское свидетельство СССРNo. 1167524. cl. G 01 R 25/00, 1985. 6. USSR Copyright Certificate
N 256865, кл. G 01 R 25/00,1973. 7. А.Г. Алексеенко, Е.А. Коломбет, Г.И. Ста- родуб. Применение прецизионных аналоговых А С. М: Сов. радио, 1980: а/с 96-97.fi/c. 96-97. с. 82-84, в/с.168.N 256865, cl. G 01 R 25 / 00.1973. 7. A.G. Alekseenko, E.A. Colombet, G.I. Starodub. Application of precision analog A. S. M: Sov. Radio 1980: a / c 96-97.fi/c. 96-97. with. 82-84, v / s. 168.
делени , причем два входа блока делени - один дл сигнала-делимого, другой дл сигнала-делител , подключены к двум входам устройства, последовательно с блоком делени соединены дифференцирующее устройство и блок регистрации.division, and two inputs of the division unit, one for the divisible signal, the other for the divider signal, connected to two inputs of the device, a differentiating device and a registration unit are connected in series with the division unit.
Фиг. 2FIG. 2
Priority Applications (1)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
---|---|---|---|
SU5051966 RU2001409C1 (en) | 1992-07-14 | 1992-07-14 | Device for determining phase relation of two sine-wave signals |
Applications Claiming Priority (1)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
---|---|---|---|
SU5051966 RU2001409C1 (en) | 1992-07-14 | 1992-07-14 | Device for determining phase relation of two sine-wave signals |
Publications (1)
Publication Number | Publication Date |
---|---|
RU2001409C1 true RU2001409C1 (en) | 1993-10-15 |
Family
ID=21609134
Family Applications (1)
Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
---|---|---|---|
SU5051966 RU2001409C1 (en) | 1992-07-14 | 1992-07-14 | Device for determining phase relation of two sine-wave signals |
Country Status (1)
Country | Link |
---|---|
RU (1) | RU2001409C1 (en) |
-
1992
- 1992-07-14 RU SU5051966 patent/RU2001409C1/en active
Similar Documents
Publication | Publication Date | Title |
---|---|---|
RU2001409C1 (en) | Device for determining phase relation of two sine-wave signals | |
US4546441A (en) | Method and apparatus for time based measurement of impedance | |
US3691473A (en) | Voltage ratio apparatus with logarithmic output | |
US4181949A (en) | Method of and apparatus for phase-sensitive detection | |
RU2000579C1 (en) | Device for determining phase-difference polarity | |
SU1019355A1 (en) | Phase shift measuring method | |
EP0227248A2 (en) | Apparatus for indicating proper compensation of an adjustable frequency compensation network | |
SU982020A1 (en) | Function genertor | |
SU956966A1 (en) | Displacement measuring device | |
RU2041471C1 (en) | Device for determining phase ratio of two sine-wave signals | |
SU977935A1 (en) | Two-layer dielectric material coating thickness gauge | |
SU834594A1 (en) | Method of measuring signal phase | |
SU802925A1 (en) | Digital extremum indicator | |
SU976394A1 (en) | Digital voltmeter | |
SU771683A1 (en) | Trigonometric function generator | |
SU761961A1 (en) | Digital milliteslameter | |
SU661393A1 (en) | Phase shift meter | |
SU834549A1 (en) | Differential commutation pointer with periodic comparison of harmonic signals | |
SU664117A2 (en) | Device for measuring phase shift of continuous shf signals | |
SU849096A1 (en) | Phase-meter | |
SU918880A1 (en) | Phase-meter | |
SU1003382A2 (en) | Device for measuring differential-phase distortions | |
SU953590A1 (en) | Phase shift to voltage converter | |
SU408235A1 (en) | WIDEBAND PHASOMETER | |
SU1269041A1 (en) | Method of measuring amplitude value of a.c.voltage |