RU2037160C1 - Method of measuring phase shift of two sinusoidal signals - Google Patents
Method of measuring phase shift of two sinusoidal signals Download PDFInfo
- Publication number
- RU2037160C1 RU2037160C1 RU93055229A RU93055229A RU2037160C1 RU 2037160 C1 RU2037160 C1 RU 2037160C1 RU 93055229 A RU93055229 A RU 93055229A RU 93055229 A RU93055229 A RU 93055229A RU 2037160 C1 RU2037160 C1 RU 2037160C1
- Authority
- RU
- Russia
- Prior art keywords
- signal
- signals
- phase shift
- value
- phase
- Prior art date
Links
Abstract
Description
Изобретение относится к измерительной технике, в частности к способам измерения сдвига фаз двух периодических электрических сигналов, и может быть использовано при калибровке измерительных каналов, а также при различных видах фазовой обработки сигналов, преимущественно на инфранизких частотах. The invention relates to measuring equipment, in particular to methods for measuring the phase shift of two periodic electrical signals, and can be used for calibration of measuring channels, as well as for various types of phase processing of signals, mainly at infra-low frequencies.
К способу предъявляются требования высокой точности измерений при высоком быстродействии. The method requires high precision measurements at high speed.
Известен простой способ определения сдвига фаз [1] в соответствии с которым перемножают два исследуемых сигнала, выделяют постоянную составляющую полученного от перемножения сигнала и измеряют величину напряжения этой постоянной составляющей, которая пропорциональна абсолютному значению фазового сдвига. There is a simple method for determining the phase shift [1] in accordance with which the two studied signals are multiplied, the constant component of the signal obtained from the multiplication is isolated, and the voltage value of this constant component is measured, which is proportional to the absolute value of the phase shift.
Способ характеризуется низким быстродействием и незначительной точностью измерений при выделении постоянной составляющей, полученной от перемножения малых сигналов, особенно на инфранизких частотах и малых фазовых сдвигах. The method is characterized by low speed and insignificant measurement accuracy when isolating a constant component obtained from the multiplication of small signals, especially at infralow frequencies and small phase shifts.
Более сложные способы позволяют повысить точность измерений. Известен способ [2] в соответствии с которыми амплитуды синусоидальных сигналов сравнивают с величиной порога ограничения, при этом из первого сигнала формируют прямоугольные импульсы с длительностями, равными интервалам между точками пересечения полуволн сигнала с порогом ограничения. Второй сигнал изменяется в широком амплитудном диапазоне, и если он превышает некоторый порог, то из него выделяют две составляющие, преобразуют их в разнополярные импульсы, определяют коэффициенты корреляции между сформированными последовательностями импульсов из первого и второго сигналов, а искомый сдвиг фаз определяют из сложного математического выражения, включающего указанные коэффициенты корреляции. More sophisticated methods can improve measurement accuracy. The known method [2] in accordance with which the amplitudes of the sinusoidal signals are compared with the limit threshold value, while rectangular pulses with durations equal to the intervals between the intersection points of the signal half-waves with the threshold threshold are formed from the first signal. The second signal varies in a wide amplitude range, and if it exceeds a certain threshold, then two components are extracted from it, they are converted into bipolar pulses, the correlation coefficients between the generated pulse sequences are determined from the first and second signals, and the desired phase shift is determined from a complex mathematical expression including the indicated correlation coefficients.
В способе большое количество операций по формированию импульсных последовательностей и по определению коэффициентов корреляции с последующим вычислением фазового сдвига по сложному математическому выражению, что снижает точность измерений, особенно на инфранизких частотах при малых фазовых сдвигах между сигналами с малыми амплитудами. The method has a large number of operations for generating pulse sequences and determining correlation coefficients, followed by calculating the phase shift using a complex mathematical expression, which reduces the accuracy of measurements, especially at infra-low frequencies at low phase shifts between signals with small amplitudes.
Известен способ [3] в соответствии с которым к двум исследуемым сдвинутым по фазе сигналам формируют три дополнительных сигнала: первый дополнительный сигнал сдвинут относительно первого исследуемого сигнала по фазе с фиксированным значением, два других дополнительных сигнала сдвинуты по фазе с фиксированными значениями относительно опорного исследуемого сигнала, значения сдвигов дополнительных сигналов кратны между собой; значение фазового сдвига между исследуемыми сигналами определяют из математического выражения, в которое входят нормированные значения фазовых сдвигов, выбранных по определенным законам. Способ основан на определении разности фаз между искомыми сигналами путем предварительных измерений трех сдвигов между искомыми и дополнительными сигналами. The known method [3] in accordance with which three additional signals are generated to two investigated phase-shifted signals: the first additional signal is phase-shifted relative to the first signal under study with a fixed value, two other additional signals are phase-shifted with fixed values relative to the reference signal under study, the shifts of the additional signals are multiples of each other; the value of the phase shift between the studied signals is determined from the mathematical expression, which includes the normalized values of the phase shifts selected according to certain laws. The method is based on determining the phase difference between the desired signals by preliminary measurements of the three shifts between the desired and additional signals.
Способ сложен при его реализации и имеет невысокую точность определения малого фазового сдвига между сигналами с малыми амплитудами, особенно на инфранизких частотах. The method is complicated in its implementation and has a low accuracy of determining the small phase shift between signals with small amplitudes, especially at infralow frequencies.
Известен другой способ определения разности фаз [4] в соответствии с которым отфильтровывают синусоидальные сигналы от постоянной составляющей, сдвигают оба сигнала на угол π /2 в сторону опережения и измеряют в один и тот же момент времени мгновенное значение первого сигнала U11, мгновенное значение сдвинутого на π /2 первого дополнительного сигнала U12, мгновенное значение второго сигнала U21 и мгновенное значение сдвинутого на π /2 второго дополнительного сигнала U22, после чего разность фаз между исходными сигналами определяют по формуле Fo signU11[arccosU12/
В соответствии с этим способом ведут измерение мгновенного значения четырех сигналов, что при реализации измерений потребует четырех измерительных каналов, а также потребуется довольно сложные вычисления по приведенной формуле. Способ обладает высоким быстродействием, однако погрешность измерения фазового сдвига будет велика из-за наличия четырех составляющих погрешностей от измерений четырех мгновенных значений, будут дополнительные погрешности от вспомогательных квадратурных сдвигов фаз на инфранизких частотах.There is another method for determining the phase difference [4] according to which the sinusoidal signals from the DC component are filtered out, both signals are shifted by an angle π / 2 in the advance direction and the instantaneous value of the first signal U 11 , the instantaneous value of the shifted value, are measured at the same time moment π / 2 of the first additional signal U 12 , the instantaneous value of the second signal U 21 and the instantaneous value of the second additional signal U 22 shifted by π / 2, after which the phase difference between the initial signals is determined by the formula F o signU 11 [arccosU 12 /
In accordance with this method, the instantaneous value of four signals is measured, which, when implementing measurements, will require four measuring channels, and rather complicated calculations by the above formula will also be required. The method has high speed, however, the error in measuring the phase shift will be large due to the presence of four component errors from measurements of four instantaneous values, there will be additional errors from auxiliary quadrature phase shifts at infra-low frequencies.
Наиболее близким техническим решением к заявляемому по большему количеству сходных признаков является способ определения разности фаз [5] в соответствии с которым измеряют мгновенные значения отфильтрованных от постоянной составляющей сигналов, причем измеряют два мгновенных значения одного из сигналов в моменты времени: t2, когда опорный сигнал достигает своего экстремума, и в момент времени t2, когда измеряемый сигнал достигает своего экстремума, а значение сдвига фаз Foопределяют по формуле
Fo m(g + π n), где g arccos I [X(t1)/X(t2)] I для случая, когда измеряемый сигнал X(t) опережает по фазе опорный сигнал Y(t);
g -arccos I [X(t1)/X(t2)] I для случая, когда измеряемый сигнал X(t) отстает по фазе от опорного сигнала Y(t);
n 0, m 1 для синфазных сигналов, I FoI ≅ π/2;
m -1, n -1 при g > 0 или n 1 при g < 0 для противофазных сигналов, π /2 < < I Fo I ≅ π.The closest technical solution to the claimed one for a larger number of similar features is a method for determining the phase difference [5] in accordance with which the instantaneous values of the signals filtered from the constant component are measured, and two instantaneous values of one of the signals are measured at time instants: t 2 , when the reference signal reaches its extremum, and at time t 2 , when the measured signal reaches its extremum, and the phase shift value F o is determined by the formula
F o m (g + π n), where g arccos I [X (t 1 ) / X (t 2 )] I for the case when the measured signal X (t) outpaces the reference signal Y (t);
g -arccos I [X (t 1 ) / X (t 2 )] I for the case when the measured signal X (t) lags in phase from the reference signal Y (t);
n 0, m 1 for common-mode signals, IF o I ≅ π / 2;
m -1, n -1 for g> 0 or n 1 for g <0 for antiphase signals, π / 2 <<IF o I ≅ π.
Способ обладает более высокой точностью измерения, чем способ [4] однако он проигрывает в быстродействии. На инфранизких частотах требуется обеспечить измерения при больших длительностях времени хранения блока памяти. The method has a higher measurement accuracy than the method [4] however, it loses in speed. At infra-low frequencies, it is required to provide measurements for large durations of storage time of the memory block.
Целью изобретения является повышение быстродействия. The aim of the invention is to increase performance.
Цель в способе определения сдвига фаз двух синусоидальных сигналов, основанном на измерении мгновенных значений, отфильтрованных от постоянной составляющей сигналов X(t) и Y(t) в момент времени t1, когда сигнал Y(t) достигает своего экстремума, достигается тем, что величины сигнала X(t) делят на величины сигнала Y(t) и в момент времени t1 определяют значение сигнала частного f(t1) X(t1)/Y(t1) и значение его производной f'(t1), после чего значение сдвига фаз Foсигнала-делимого X(t) относительно сигнала-делителя Y(t) определяют по формуле
Fo π n arctg[f' (t1)/f(t1)] где n 0 при f(t1) > 0; n 1 при f(t1) < 0 и f'(t1)< 0; n -1 при f(t1) < 0 f' (t1) > 0.The purpose of the method for determining the phase shift of two sinusoidal signals based on measuring instantaneous values filtered from the constant component of the signals X (t) and Y (t) at time t 1 , when the signal Y (t) reaches its extremum, is achieved by the fact that the magnitude of the signal X (t) is divided by the magnitude of the signal Y (t) and at time t 1 determine the value of the signal of the private f (t 1 ) X (t 1 ) / Y (t 1 ) and the value of its derivative f '(t 1 ) then the phase shift value F o of the signal-divisible X (t) relative to the signal-divider Y (t) is determined by the formula
F o π n arctan [f '(t 1 ) / f (t 1 )] where n 0 for f (t 1 )>0; n 1 for f (t 1 ) <0 and f '(t 1 ) <0; n -1 for f (t 1 ) <0 f '(t 1 )> 0.
Определение фазового сдвига производят между двумя синусоидальными сигналами
X(t) A1sin(wt + F1) (1)
Y(t) A2sin(wt + F2) (2)
Запишем отношение этих сигналов через функцию f(t):
f(t) A1sin(wt + F1)/A2sin(wt + F2)
Преобразуем это выражение, используя формулу для синуса суммы двух углов и, обозначим K A1/A2:
f(t) K(sinwtcosF1 +
+ sinF1coswt)/(sinwtcosF2 + sinF2coswt) (3), поделив числитель и знаменатель (3) на coswt ≠ 0, получим
f(t) K(tgwtcosF1 + sinF1)/(tgwtcosF2 +
+ sinF2) (4)
Для определения разности фаз Fo между сигналами X(t) и Y(t) примем значение начального фазового сдвига F2 0 при F1 > >F2, тогда выражение (4) перепишем в виде:
f(t) K[cosFo + (sinFo/tgwt)] (5)
Разделив числитель и знаменатель в (5) на К, получим
f(t)/K cosFo + (sinFo/tgwt). (6)
Рассмотрим выражение (6) в момент времени t1, когда значение wt1соответствует моменту времени, равному четверти периода исследуемых колебаний Т/4, где T/4= π /2. В этом случае второе слагаемое обращается в ноль, а сигнал Y(t) делитель в функции f(t) достигает своего экстремума, следовательно
f(t1)/K cosFo. (7)
Продифференцируем выражение (7) и получим
f'(t1)/K -sinFo. (8)
Из выражения (7) получим выражение для "К"
K f(t1)/cosFo. (9)
Подставим значение К из (9) в (8) и по- лучим
[f'(t1)cosFo]/f(t1) -sinFo. (10)
Разделив левую и правую части уравнения (10) на cosFo ≠ 0, получим
f'(t1)/f(t1) -tgFo. (11)
Следовательно, для сдвига фаз Fo имеем
Fo -arctg[f '(t1)/f(t1)] (12)
Выражение (12) было получено для синфазных сигналов, разность фаз между которыми лежит в пределах 0 ≅ I FoI ≅ π/2 причем сигнал-делимое X(t) опережает при f' (t1) < 0 и f(t1) > 0 или отстает при f '(t1) > 0 и f(t1) > 0 по фазе от сигнала-делителя Y(t) [6]
Для противофазных сигналов, для которых π/2 <Fo≅ π, уравнение для Fo будет иметь вид
Fo π-arctg[f' (t1)/f(t1)] (13)
Это выражение справедливо для f(t1) < 0 и f' (t1) < 0, когда сигнал-делимое X(t) опережает по фазе сигнал-делитель Y(t).Determination of the phase shift is made between two sinusoidal signals
X (t) A 1 sin (wt + F 1 ) (1)
Y (t) A 2 sin (wt + F 2 ) (2)
We write the ratio of these signals through the function f (t):
f (t) A 1 sin (wt + F 1 ) / A 2 sin (wt + F 2 )
We transform this expression using the formula for the sine of the sum of two angles and denote KA 1 / A 2 :
f (t) K (sinwtcosF 1 +
+ sinF 1 coswt) / (sinwtcosF 2 + sinF 2 coswt) (3), dividing the numerator and denominator (3) by coswt ≠ 0, we obtain
f (t) K (tgwtcosF 1 + sinF 1 ) / (tgwtcosF 2 +
+ sinF 2 ) (4)
To determine the phase difference F o between the signals X (t) and Y (t) we take the value of the initial phase shift F 2 0 for F 1 >> F 2 , then we rewrite expression (4) in the form:
f (t) K [cosF o + (sinF o / tgwt)] (5)
Dividing the numerator and denominator in (5) by K, we obtain
f (t) / K cosF o + (sinF o / tgwt). (6)
Consider expression (6) at time t 1 , when the value wt 1 corresponds to a time equal to a quarter of the period of the studied oscillations T / 4, where T / 4 = π / 2. In this case, the second term vanishes, and the signal Y (t) divider in the function f (t) reaches its extremum, therefore
f (t 1 ) / K cosF o . (7)
We differentiate expression (7) and obtain
f '(t 1 ) / K -sinF o . (8)
From the expression (7) we obtain the expression for "K"
K f (t 1 ) / cosF o . (nine)
We substitute the value of K from (9) into (8) and obtain
[f '(t 1 ) cosF o ] / f (t 1 ) -sinF o . (10)
Dividing the left and right sides of equation (10) by cosF o ≠ 0, we obtain
f '(t 1 ) / f (t 1 ) -tgF o . (eleven)
Therefore, for the phase shift F o we have
F o -arctg [f '(t 1 ) / f (t 1 )] (12)
Expression (12) was obtained for in-phase signals, the phase difference between which lies within 0 ≅ IF o I ≅ π / 2, and the signal-divisible X (t) is ahead at f '(t 1 ) <0 and f (t 1 ) > 0 or lags at f '(t 1 )> 0 and f (t 1 )> 0 in phase from the divider signal Y (t) [6]
For antiphase signals for which π / 2 <F o ≅ π, the equation for F o will have the form
F o π-arctg [f '(t 1 ) / f (t 1 )] (13)
This expression is valid for f (t 1 ) <0 and f '(t 1 ) <0, when the divisible signal X (t) is ahead of the phase divider signal Y (t).
Аналогичные измерения могут быть проведены, когда сигнал-делитель Y(t) опережает по фазе сигнал-делимое X(t). То есть, для отрицательного значения фазового сдвига, когда f(t1) < 0 и f' (t1) > 0 будем иметь аналогично выражению (10) для сдвигов фаз π ≅ Fo < π / 2
Fo -π-arctg[f' (t1)/f(t1)] (14)
Это выражение справедливо для f'(t1) > > 0, когда сигнал-делимое остает по фазе от сигнала-делителя.Similar measurements can be made when the signal divider Y (t) is ahead in phase of the signal divisible X (t). That is, for a negative value of the phase shift, when f (t 1 ) <0 and f '(t 1 )> 0, we will have similarly to expression (10) for the phase shifts π ≅ F o <π / 2
F o -π-arctg [f '(t 1 ) / f (t 1 )] (14)
This expression is valid for f '(t 1 )>> 0 when the divisible signal remains in phase from the divisor signal.
Все полученные зависимости для сдвигов фаз π ≅ F0 ≅ π в уравнениях (12) (14) можно записать общим выражением
Fo π n arctg[f' (t1)/f(t1)] где n 0 при f(t1) > 0;
n 1 при f(t1) < 0 и f' (t1) < 0;
n -1 при f(t1) < 0 f '(t1) > 0. (15)
П р и м е р 1. На фиг.1 представлено устройство для реализации способа.All the obtained dependences for the phase shifts π ≅ F 0 ≅ π in equations (12) (14) can be written by the general expression
F o π n arctan [f '(t 1 ) / f (t 1 )] where n 0 for f (t 1 )>0;
n 1 for f (t 1 ) <0 and f '(t 1 ) <0;
n -1 for f (t 1 ) <0 f '(t 1 )> 0. (15)
PRI me R 1. In Fig.1 shows a device for implementing the method.
Устройство содержит два фильтра 1 и 2 соответственно блок деления 3 и двухлучевой осциллограф 4. Фильтры 1 и 2 подключены к источникам первого напряжения Ux(t) + U1 сигнала-делимого и второго напряжения Uy(t) + U2 сигнала-делителя соответственно. Выходы фильтров 1 и 2 подключены к первому входу для сигнала-делимого и второму входу для сигнала-делителя блока деления 3 соответственно. Фильтры 1 и 2 отфильтровывают постоянные составляющие сигналов U1 и U2 соответственно (фильтры нужны, если сигналы имеют постоянные составляющие). С выхода блока деления 3 напряжение сигнала-частотного U3(t) f(t) поступает на первый вход, а напряжение Uy(t) сигнала-делителя поступает на второй вход двухлучевого осциллографа 4, и оператор видит на его экране сигнал-частное U3(t) и синусоидальное напряжение Uy(t) сигнала-делителя.The device contains two filters 1 and 2, respectively, division unit 3 and a two-beam oscilloscope 4. Filters 1 and 2 are connected to the sources of the first voltage U x (t) + U 1 of the divisible signal and the second voltage U y (t) + U 2 of the divider signal respectively. The outputs of the filters 1 and 2 are connected to the first input for the divisible signal and the second input for the divisor signal of the division unit 3, respectively. Filters 1 and 2 filter the constant components of the signals U 1 and U 2, respectively (filters are needed if the signals have constant components). From the output of the division unit 3, the voltage of the signal-frequency U 3 (t) f (t) is supplied to the first input, and the voltage U y (t) of the signal-divider is supplied to the second input of the two-beam oscilloscope 4, and the operator sees the signal-private on its screen U 3 (t) and sinusoidal voltage U y (t) of the divider signal.
В соответствии с формулой изобретения определяют момент времени (t1), когда сигнал-делитель [Uy(t)] достигает своего экстремума, определяют значение производной функции f(t1) в точке (t1) тангенс угла наклона функции f(t) сигнала-частного, после чего определяют значение arctg[f'(t1)/f(t1)] С учетом знаков значений f'(t1) и f(t1) окончательно определяют сдвиг фаз Fo между исследуемыми сигналами.In accordance with the claims, determine the point in time (t 1 ) when the signal divider [U y (t)] reaches its extremum, determine the value of the derivative of the function f (t 1 ) at the point (t 1 ) the tangent of the angle of inclination of the function f (t ) signal-private, after which the value arctg [f '(t 1 ) / f (t 1 )] is determined. Taking into account the signs of the values f' (t 1 ) and f (t 1 ), the phase shift F o between the signals under study is finally determined.
П р и м е р 2. Отфильтрованные от постоянной составляющей сигналы оцифровывают с помощью АЦП и записывают на магнитном носителе. После копирования на дискету запись обрабатывают на персональном компьютере, например, IBM PC/AT, по программе с использованием предложенного способа измерения сдвига фаз Fo по соотношению, приведенному в формуле изобретения, с учетом знаков значений f'(t1) и f(t1). В результате расчета на экране дисплея появляется значение сдвига фаз Fo между исследуемыми сигналами, лежащими в интервале от минус 180 до плюс 180о.PRI me R 2. Filtered from a constant component, the signals are digitized using the ADC and recorded on a magnetic medium. After copying to a floppy disk, the recording is processed on a personal computer, for example, IBM PC / AT, according to the program using the proposed method for measuring the phase shift F o according to the ratio given in the claims, taking into account the signs of the values f '(t 1 ) and f (t 1 ). As a result of the calculation, the value of the phase shift F o between the studied signals, lying in the range from minus 180 to plus 180 o, appears on the display screen.
Заявляемый способ позволяет определять сдвиг фаз между сигналами с любыми частотами. В частности, проводились измерения фазовых сдвигов между сигналами инфранизкочастотного диапазона. Сигнал с частотой от 0,2 Гц подавался на измерительный канал, с выхода которого снимался сигнал, сдвинутый по фазе относительно входного сигнала. Сдвиг фаз между сигналами определялся в соответствии с заявляемым способом в зависимости от возможностей вариантов или по примеру 1, или по примеру 2. The inventive method allows to determine the phase shift between signals with any frequency. In particular, phase shifts were measured between signals of the infra-low-frequency range. A signal with a frequency of 0.2 Hz was supplied to the measuring channel, from the output of which a signal shifted in phase relative to the input signal was taken. The phase shift between the signals was determined in accordance with the claimed method, depending on the possibilities of the options or according to example 1, or according to example 2.
Точность измерений определяется точностью измерений величин, входящих в формулу (15). Статическая максимальная погрешность измерений определяется суммой погрешностей определения функций f(t1) и f' (t1) значений отношений сигналов и производной отношения мгновенных значений исследуемых сигналов в момент времени t1.The accuracy of measurements is determined by the accuracy of measurements of the quantities included in formula (15). The maximum static measurement error is determined by the sum of the errors in the determination of the functions f (t 1 ) and f '(t 1 ) of the signal ratios and the derivative of the ratio of the instantaneous values of the studied signals at time t 1 .
При цифровой обработке динамическую погрешность измерения, обусловленную апертурной погрешностью, из-за конечного значения частоты дискретизации, можно оценить по отношению значения интервала дискретизации к 1/4 периода исследуемых сигналов. К примеру, для достижения динамической погрешности не более 0,01о требуется обеспечить отношение интервала дискретизации к четверти периода сигналов не менее 1/6000. При этом в результате расчетов было получено значение максимальной приведенной погрешности при определении сдвига фаз сигналов с частотой 1 Гц, которая не превышает значения 0,01о при использовании 32-х разрядной ЭВМ (например, IBМ PC/RT) и частоте дискретизации около 25 кГц, при этом погрешность значения отношения f'(t)/f(t) в момент времени t1 не превышала 0,03%
Современный цифровой прибор Ф2-34 для измерения фазового сдвига между сигналами характеризуется погрешностью измерения 0,2о, начиная с 1 Гц и выше, что значительно хуже, чем в заявляемом способе.In digital processing, the dynamic measurement error due to the aperture error due to the finite value of the sampling frequency can be estimated by the ratio of the sampling interval to 1/4 of the period of the studied signals. For example, to achieve a dynamic error of not more than 0.01 ° , it is required to provide a ratio of the sampling interval to a quarter of the signal period of at least 1/6000. Moreover, as a result of the calculations, the value of the maximum reduced error was obtained when determining the phase shift of the signals with a frequency of 1 Hz, which does not exceed the value of 0.01 о when using a 32-bit computer (for example, IBM PC / RT) and a sampling frequency of about 25 kHz , while the error in the ratio f '(t) / f (t) at time t 1 did not exceed 0.03%
A modern digital device F2-34 for measuring the phase shift between signals is characterized by a measurement error of 0.2 about , starting from 1 Hz and above, which is much worse than in the claimed method.
Заявляемый способ приемлем в широком диапазоне частот и имеет преимущества по быстродействию, что важно при измерениях в широком частотном диапазоне. Достоинством способа является также то, что не требуется определять соотношение фазовых сдвигов исходных сигналов для оценки знака разности фаз исследуемых сигналов. The inventive method is acceptable in a wide range of frequencies and has advantages in speed, which is important when measuring in a wide frequency range. The advantage of the method is that it is not necessary to determine the ratio of the phase shifts of the source signals to evaluate the sign of the phase difference of the studied signals.
Claims (1)
Fo=πn-arctg[f′(t1)/f(t1)],
где n 0 при f(t1) > 0;
n 1 при f(t1) < 0 и f'(t1) < 0;
n -1 при f(t1) < 0 и f'(t1) > 0.METHOD FOR DETERMINING PHASE SHIFT OF TWO SINUSOIDAL SIGNALS, based on measuring the instantaneous values of signals X (t) and Y (t) filtered from the constant component at time t 1 , when signal Y (t) reaches its extremum, characterized in that signal X (t) is divided by the magnitude of the signal Y (t) and at time t 1 determine the value of the signal-private f (t 1 ) X (t 1 ) / Y (t 1 ) and the value of its derivative f '(t 1 ), after why the phase shift value F 0 of the signal-divisible X (t) relative to the signal-divider Y (t) is determined by the formula
F o = πn-arctg [f ′ (t 1 ) / f (t 1 )],
where n 0 for f (t 1 )>0;
n 1 for f (t 1 ) <0 and f '(t 1 ) <0;
n -1 for f (t 1 ) <0 and f '(t 1 )> 0.
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| RU93055229A RU2037160C1 (en) | 1993-12-09 | 1993-12-09 | Method of measuring phase shift of two sinusoidal signals |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| RU93055229A RU2037160C1 (en) | 1993-12-09 | 1993-12-09 | Method of measuring phase shift of two sinusoidal signals |
Publications (2)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| RU2037160C1 true RU2037160C1 (en) | 1995-06-09 |
| RU93055229A RU93055229A (en) | 1996-08-27 |
Family
ID=20150195
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| RU93055229A RU2037160C1 (en) | 1993-12-09 | 1993-12-09 | Method of measuring phase shift of two sinusoidal signals |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| RU (1) | RU2037160C1 (en) |
Cited By (2)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| RU2642529C2 (en) * | 2015-09-10 | 2018-01-25 | ФГАОУ ВО "Севастопольский государственный университет" | Method of measurement of phase shifts between two harmonic signals of similar frequency |
| RU2751020C1 (en) * | 2020-11-30 | 2021-07-07 | федеральное государственное бюджетное образовательное учреждение высшего образования "Национальный исследовательский университет "МЭИ" (ФГБОУ ВО "НИУ "МЭИ") | Digital phase shift meter for harmonic signals |
-
1993
- 1993-12-09 RU RU93055229A patent/RU2037160C1/en active
Non-Patent Citations (6)
| Title |
|---|
| 1. Р.Кофлин, Ф.Дрискол. Операционные усилители и линейные интегральные схемы. Мир, М., 1979, с.207. * |
| 2. Авторское свидетельство СССР N 1138760, кл. G 01R 25/00, 1985. * |
| 3. Авторское свидетельство СССР N 1503026, кл. G 01R 25/00, 1989. * |
| 4. Авторское свидетельство СССР N 1503025, кл. G 01R 25/00, 1989. * |
| 5. Патент СССР N 2003118, кл. G 01R 25/00, 1993. * |
| 6. Патент СССР N 2001409, кл. G 01R 25/00, 1993. * |
Cited By (2)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| RU2642529C2 (en) * | 2015-09-10 | 2018-01-25 | ФГАОУ ВО "Севастопольский государственный университет" | Method of measurement of phase shifts between two harmonic signals of similar frequency |
| RU2751020C1 (en) * | 2020-11-30 | 2021-07-07 | федеральное государственное бюджетное образовательное учреждение высшего образования "Национальный исследовательский университет "МЭИ" (ФГБОУ ВО "НИУ "МЭИ") | Digital phase shift meter for harmonic signals |
Similar Documents
| Publication | Publication Date | Title |
|---|---|---|
| US4430611A (en) | Frequency spectrum analyzer with phase-lock | |
| RU2037160C1 (en) | Method of measuring phase shift of two sinusoidal signals | |
| RU2039361C1 (en) | Method for determining phase difference between two signals | |
| RU2040002C1 (en) | Method for determining phase difference of two signals | |
| RU2040001C1 (en) | Method for determining phase shift between two signals with known amplitude ratio | |
| RU2007735C1 (en) | Method of measuring phase shift of two sinusoidal signals | |
| RU2039360C1 (en) | Method for determining phase shift between two sine-wave signals | |
| JP3099327B2 (en) | Phase measurement circuit | |
| RU2003990C1 (en) | Method of measurement of shift of phases of two sinusoidal signals | |
| RU2093886C1 (en) | Method for detection of amplitude ratio of quasi-sine signals | |
| RU2041471C1 (en) | Device for determining phase ratio of two sine-wave signals | |
| RU2003118C1 (en) | Method of determining phase shift between two sinusoidal signals | |
| RU2037831C1 (en) | Method of measuring phase relations between two sinusoidal signals | |
| US2771581A (en) | Wave analyzer | |
| RU2039362C1 (en) | Device for measuring phase shift of signals with known ratio of their amplitudes | |
| RU2035743C1 (en) | Method for determining phase-quadrature sine-wave signals | |
| RU2046360C1 (en) | Device for measuring phase shift between two signals | |
| RU2037833C1 (en) | Device for measuring phase shifts of signals with known amplitude relations | |
| KR20050117566A (en) | Wave detection device, method program, and recording medium | |
| RU1831687C (en) | Method for measurement of phase shift of two sinusoidal signals | |
| SU1164620A1 (en) | Digital spectrum analyser | |
| RU2010246C1 (en) | Method of harmonic analysis of signals | |
| Hlupic | A sampling method for high accuracy AC measurement | |
| RU2029964C1 (en) | Method for determining phase relation between two sine-wave signals | |
| SU464849A1 (en) | Device for measuring phase-frequency characteristics |