SU1012153A1 - Устройство дл измерени разности фаз - Google Patents

Abstract

УСТРОЙСТВО ДЛЯ ИЗМЕРЕНИЯ РАЗНОСТИ ФАЗ, содержащее два измерительных канала, каждый из которых . состоит из последовательно соединенных датчика синусоидального напр жени , квантовател  и цифрового перемножител  , второй вход которого соединен со старшим разр дом сумматора-накопител , выходы сумматоров-накоВСЕСОЮЗйЗД МТИПШи , I 1 I эШ;.;ша1Р4А пителей обоих каналов подключены соответственно к первым и вторым входам вычитател , отличающеес   тем, что, с целью расширени  функциональных возможностей путем обеспечени  возможности измерени  разности фаз зашумленных сигналов с измен ющейс  частотой, в него ввeдены дополнительно в каждом канале элемент коррекции и сумматор, а также в первом канале цифровой интегратор , причем входы элементов коррекции подключены к выходам цифровых перемножителей, выходы - к первьв входам сумматоров, выходы сумматоров подключены к входам сумматоров- о накопителей, вход цифрового интегра- в тора подключен к выходу цифрового (Л перемножител  первого канала, а его выход подключен к вторым входам сумматоров в обоих каналах.

Description

Изобретение относитс  к измерите ной технике и может быть использова дл  измерени  фазы зашумленных сигналов с измен ющейс  частотой при испытании электронных схем и выдачи результатов в цифровом виде. Известен двухканальный цифровой фазометр, содержащий в каждом канале датчик синусоидального напр жени , выход которого подключен к входу своего усилител -ограничител  til. Недостатками известного цифрового фазометра  вл ютс  невысока  точ ность и надежность измерений, вызванные зависимостью показаний фазометра от частоты входных сигналов ., Наиболее близким к изобретению  вл етс  цифровой фазометр, содержа щий два канала.дл  измерени  мгно{венной разности фаз между двум  синусоидальными сигналами, в каждом канале которого последовательно сое диненные датчик синусоидальйого напр жени  и квантователь, подключенный выходом к одному из входов цифр вого перемножител , второй вход которого соединен со старшим разр дом сумматора -накопител , содержащий та же вычитатель, первые входы которого подключены к выходам сумматоранакопител  первого канала, а вторые входы подключены к выходам сумматора- на сопите л  второго канала 2. Недостатками этого цифрового фазометра  вл ютс  необходимость подачи на Heto в процессе измерени  прогноза о частоте выходных сигналов , что уменьшает его функциональные возможности, например, невозмож ны измерени  с высокой точностью . зашумленных сигналов и .сигналов с измен ющейс  в процессе измерений, частотой из-за переходных процессов при смене прогноза о частоте входных сигналов и вследствие малой по лрсы удержани  каналов фазометра. Цель изобретени  - расширение функциональных возможностей путет .обеспечени  возможности измерени  разности фаз зашумленных сигналов с измен нхцейс  частотой без подачи на устройство прогноза о частоте входных сигналов. Поставленна  цель достигаетс  теМ что в устройство дл  измерени  разиЬсти фаз,, содержащее два измерител ных канала, каждый из которых состоит из последовательно соединенных датчика синусоидального напр жени , квантовател  и цифрового перемножител , второй вход которого соединен со сЪаршим- разр дом сумматоранакопител , выходы сумматоров-накопи телей обоих каналов подключены соответственно к первьлл и вторым в.ходам вычитател , введены дополнительно в каждом канале элемент коррекции и сумматор, а также в первом канале цифровой интегратор, причем входы элементов коррекции подключены к выходам цифровых- перемножителей, выходы - к первым входам сумматоров, выходы сумматоров подключены к входам сумматоров-накопителей, вход цифрового интегратора подключен к выходу цифрового перемножител  первого канала, а его выход подключен ко вторым входам сумматоров в обоих каналах. На чертеже представлена структурна  схема устройства дл  измерени  .разности. Устройство содержит датчики 1 и 2 синусоидального напр жени , квантователи 3 и 4,.цифровые перемножители 5 и б, элементы 7 и 8 коррекции . Цифровой интегратор 9, сумматоры 10 и 11, сумматоры-накопители 12 и 13, вычитатель 14, шину 15 ввода прогноза о частоте входных сигналов, шину 16 выдачи результатов измерений. Устройство работает следующим образом . Первоначально по шине 15 в цифро.вой интегратор 9 из вычислительной машины поступает информаци  об ожидаемой частоте входного сигнала с целью убыстрени  ввода устройства в синхронный режим работы. Поступаиощие с датчиков 1 и 2 синусоидального напр жени  сигналы в виде сме.си синусоидального сигнала с шумом жестко ограничиваютс  по с1мплитуде с двух сторон и квантуютс  квантовател ми 3 и 4 по времени с тактом где FKB частота квантовани . В результате на первые входы цифровых перемножителей 5 и б . подаютс  дискретные сигналы S-it-t)-sign teih (.oottV,)3i Sl(4;) sigrntsin ((.«t4-4 a), где - начальна  фаза синусоидального сигнала с датчика 1; начальна  фаза синусоидального сигнала с датчика 2. Вследствие, перемножени  этих сигналов на сигналы, поступающие на вторые входы цифровых перемножителей 5 и б со старших разр дов сумматоров-накопителей 12 и 13, на выходах цифровых пер.емножителей 5 и б формируетс  сигнал ошибки, сигнал сшибки представл ет из. себ  последовательность отрицательных и положительных импульсов, соотношение которых зависит от фазового рассогласовани  сигналов входных и с сумматоровнакопителей 12 и 13. Сигнал ошибки с выхода цифрового перемножител  5 поступает в цифровой интед ратор 9,

величина содержимого которого определ ет величину изменени  фазы сигналову фо 4ируемых сумматорами-накопител ми 12 и 13за врем  Т, так как каждай такт работы устройства содержимое цифрового- интегратора 9 через сумматоры 10 и 11 поступает, в сумматоры-накопители 12 и 13. В сйнхроннс к режиме работы содержимое цифрового интегратора 9 соответствует приращению фазы входных сигналов за врем  т.е. частоте входных сигналов, фазовое рассогласование сигналов, формируемых сумматорами-накопител ми 12 и 13 относительно сигналов входных равно и разность кодов, формируема  вь1читателем 14, соответствует мгновенной разности фаз сигналов с датчиков 1 и 2

дм,.(:,|),1,.

Если частота обрабатываемых сигнало при этом неизменна 1 то усредненное значение сигнала ошибки с цифровых перемножителей 5 и 6 равно нулю и содержимое цифрового интегратора 9, пропорциональное частоте входных сигналов, не измен етс . Если в процессе обработки сигналов их частота измен етс / то сигнал ошибки с цифрового перс кножител  5 йзмен  ет содержююе 1щфрового интегратр:..: ра 9 таким образом, что осуществл етс  отработка рассогласовани  по частоте и фазе между входйьМСИГНАЛОМ с датчика 1 и сигналом, формируемым сумматором-накопителем 12, и результ ты , выдава и1ые по шине 16 соответствуют мгновенному фазовому рассогласованию сигналов с датчиков 1 и 2, т.е. осуществл етс  обработка сигналов без подачи на устройство прогноза о частоте входных сигналов,

0 автосопровождение сигналов по частоте без подачи прогноза осуществл етс  в диапазоне частот до % f2

Элементы 7 и 8 коррекции определ ют динамические свойства устрой5 ства и служат дл  обеспечени  устойчивости работы: сумматоры 10 и 11 служат дл  сложени  сигналов с цифрового интегратора 9 и элементов 7 и 8 коррекции перед подачей на сумматоры-накопители 12 и 13.

0

Необходима  точность измерени  мгновенного фазового рассогласовани  зашумленных сигналов достигаетс  выбором соответствующих коэффициентов св зи элементов 7 и 8 коррекции

5 и цифрового интегратора 9 с cjwijMaTOрами-накопител ми 12 и 13, причем чем более высокие требовани  предъ- .  вл ютс  к точности измерений и чем хуже соотношение сигнал/шум сигна0 лов с датчиков 1 и 2, тем Меньшей величины должны быть эти коэффициенты св зи.

Claims (1)

1. УСТРОЙСТВО ДЛЯ ИЗМЕРЕНИЯ РАЗНОСТИ ФАЗ, содержащее два измерительных канала, каждый из которых состоит из последовательно соединенных датчика синусоидального напряжения, квантователя и цифрового перемножителя, второй вход которого соединен со старшим разрядом сумматора-накопителя, выходы сумматоров-нако- пителей обоих каналов подключены соответственно к первым и вторым входам вычитателя, отличающеес я тем, что, с целью расширения ’ функциональных возможностей путем обеспечения возможности измерения разности фаз зашумленных сигналов с изменяющейся частотой, в него вве-^и дены дополнительно в каждом канале ' элемент коррекции и сумматор, а также в первом канале цифровой интегратор, причем входы элементов коррекции подключены к выходам цифровых перемножителей, выходы - к первым входам сумматоров, выходы сумматоров подключены к входам сумматоров- о накопителей, вход цифрового интегра- ® тора подключен к выходу цифрового л перемножителя первого канала, а его ( выход подключен к вторым входам сум- f маторов в обоих каналах.