SU1129548A1 - Устройство дл определени среднеквадратичного отклонени флюктуации фазы - Google Patents

Abstract

УСТРОЙСТВО ДЛЯ ОПРЕДЕЛЕНИЯ СРЕДНЕКВАДРАТИЧНОГО ОТКЛОНЕНИЯ ФЛЮКТУАЦИИ ФАЗЫ, содержащее последовательно соединенные генератор так|товых импульсов, счетчик, выходом подк;чоченный к R-входу R5 -триггера , выход которого подклк чен к управл ющему входу счетчика, а также элемент и и последовательно соединенные усреднитель и индикатор, от л ич ающе е с   тем, что, с целью повышени  точности определени  среднеквадратичного отклонени  периодических флюктуации фазы, в устройство введены два формировател , причем первый формирователь нуль-переходов выходом подключен к I 1Л1 « входу установки счетчика и к одному из входов элемента И другой вход которого подключен к выходу счетчика через второй формирователь импульсов запрета, а выход элеменi та И подключен к 5 -входу -RS -триггера , выход которого подключен к (Л входу усреднител .

Description

Изобретение относитс  к измерительной технике и может быть использовано в фазовой радиотехнике.

Известно устройство дл  определени  среднеквадратичного отклонени  (СКО) флюктуации фазы (ФФ), 5 содержащее усилитель-ограничитель, делитель частоты, умножитель часто-, ты, элемент антисовпадений, усреднитель и индикатор Щ .

Однако это устройство не обес- 10 печива.ет определение несмещенной оценки СКО ФФ при произвольном характере спектра ФФ.

Наиболее близким к предлагаемому па технической сущности  вл етс  15 устройство дл  определени  СКО ФФ, содержащее генератор тактовых импульсов , счетчкк, подключенный выходом к R -входу RS -триггера, инвертор, три элемента И, сумматор Q и последовательно соединенные усреднитель и индикатор 2J . ;

Недостатком известного устройства  вл етс  нечувствительность измерений к составл ющим спектра, 25 кратным частоте следовани  выборок. При этом наибольшие погрешности измерени  СКО получаютс  в случае, когда наиболее резко выраженные составл ющие спектра ФФ оказываютс  равными какой-либо из гармоник часто- ты следовани  выборок.

Цель изобретени  - повышение точности определени  СКО ФФ.

Цель достигаетс  тем, что в устройство дл  определени  СКО ФФ, со- 35 держащее последовательно соединенные генератор тактовых импульсов, счетчик выходом подключенный к R -входу R5 -триггера, выход которого подключен к управл ющему входу счетчика, 40 а также элемент И и последовательно соединенные усреднитель и индикатор, введены два формировател , причем первый формирователь нуль-переходов выходом подключен к входу установки 4с О счетчика и к одному из входов элемента И, другой вход элемента. И подключен к выходу счетчика через второй формирователь импульсов.запрета , а выход элементами подключен к 5 -входу RS-триггера, выход которого подключен к входу усреднител .

На фиг.1 приведена схема устройства дл  определени  СКО ФФ; на фиг.2 - эпюры напр жений на элементах стройства.55

Устройство измерени  ФФ содержит оследовательно соединенные первый ормирователь 1 нуль-переходов, элеент 2И ,5 -вход 3 RS -триггера 4, среднитель 5, индикатор 6, а так- 0 е последовательно соединенные генеатор 7 тактовых импульсов, счетик 8, управл ющий вход 9 которого одключен к выходу RS -триггера 4, вход 10 установки О счетчика 65.

8подключен к выходу первого фор- мирбвател  1 нyль-пepexoдqв, выход счетчика.8 подключен к R -входу 11 триггера 4 непосредственно, а к второму входу элемента 2И . - через втирой формирователь 12 импульсов запрета .

Формирователи импульсов, примен емые в устройстве, выполнены по типовым схемам и не имеют отличитеЛьных особенностей.

Устройство работает следующим образом.

, На вход первого формировател  1 импульсов нуль-переходов постуг пает.сигнал

tl(t)--U, + c(.t).

ФФ (f {-t) которого следует измерить.

Дл  повышени  разрешающей способности по фазе величина Ug выбираетс  значительно меньше ширины спектра ФФ, поэтому за период средней частоты Ыд сигнала (1) может быть зафиксировано несколько нуль-переходов этого сигнала (фиг.2, эпюры Вх.1 и Вых.1). На выходе первого формировател  1 нуль-переходов по вл ютс  короткие импульсы, временное положение которых соответствует моментам прохождени сигнала (1) через нулевой уровень с производной одного знака, например при переходе нулевого уровн  в положительном направлении . Эти импульсы поступают на вход Ю установки О счетчика 8, обнул   последний. Одновременно эти импульсзы поступают на один из входов элемента 2И. На второй вход элемен.та 2И со второго формировател  12 импульсов запрета в это врем  поступает разрешающий потенциал, -поэтому на выход элемента 2И будут проходить импульсы формировател  1 нуль переходов и поступать на 5 -вход 3 ЯЗ-триггера 4. Первый же из этих |ИМпульсов переведет триггер 4 в единичное состо ние. При этом разрешающий потенциал с выхода триггера 4 будет поступать на управл ющий вход

9счетчика 8 и с этого момента начнетс  заполнение счетчика импульсами с выхода генератора 7 (фиг.2). Во врем  заполнени  счетчика 8 на вход 10 установки О могут продолжать поступать очередные импульсы с выхода формировател  1, обнул   при этом счетчик Ва Емкость счетчика 8 выбираетс  такой, чтобы врем  полного его заполнени  тактовыми импульсами с выхода генератора 7 превышало максимальный интервал времени между соседними нуль-переходами втечение полупериода сигнала (1), например при (о„г 1риич |. При полном заполнении счетчика 8 после последнего за этот интервал времени нуль-перехода на его выходу по вл етс  импульс, который поступает на R -вход триггера 4, перевод  последний в нулевое состо ние . Запрещающий потенциал с выхода триггера при этом поступает на управл ющий вход 9 счетчика 8, прекраща  его дальнейшее заполнение импульсами с выхода генератора 7, Одновременно сигнал с выхода счетчика 8 поступает на второй формирователь 12 импульсоь запрета, на выходе которого формируетс  импульс с длительностью С , примерно равной Указанный импульс с выхода второго формировател  12 поступает на второй вход элемента 2И, запреща  в течение второго полупериода сигнала прохожлен1 е импульсов , соответствующих моментам мульпереходов си нала (1) , с выхода первого формировател  1 на 5 -вход 3 триггера: 4. Таким образом, длительность импульса , формируемого на. выходе триг гера 4 равна сумме длительностей.вр менного, интервала между первым и по ледним нуль-переходами сигнала (1) .интервале ,ti5-| Uo +(pWviJ . и времени полного заполнени  счетчика 8 тактовыми импульсами с выхода генератора 7. Врем  полного заполнени  счётчика при стабильной частоте та1ктовых импульсов посто н но и при дальнейшей обработке временных интервалов исключаетс . Временный интервал между первым и последним нуль-переходами на интер вале rjif|ta)ob4i ti« i;+|несет информацию об интенсивности фазовых флюктуации ср (t) сигнала ( Так при гармонической флюктуаци фазы вида C|(.tbV 3: где (J) - амплитуда девиации фазы, причем анализируетс  случай, когда /-V / () t - (это соотношение всегда можн обеспечить.соответствующим делением частоты Сигнала (1), интервал време ни между первым t, и последним if, нул переходами , лежит в определенных пределах. Максимальное зн чение временного интервала „ межд первым и последним нуль-переходами в течение полупериода сигнала (1) не превышает величины 2„ i 2(1 / «о причем максимальна  величина откло нени  длительности от отношени  2C))/Wo не превышает периода флюктуации с частотой П , т.е. Zv/Op-C iSI/n. С увеличением ча;стоты флюктуации С различие правой и левой частей выражени  (3) становитс  все меньше, в пределе стрем сь к нулю. Таким образом, оценку размаха ФФ(|) можно получить усреднением интервала i по N периодам сигнала частоты сОр Ц,ч где - интервал времени между первым и последним нульпереходами в течение j периода сигнала частоты О,, За оценку СКО ФФ принимаем величину . о N. Т. с, Ч-%12N-;; где N - количество периодов сигнала .(1) . Максимальна  погрешность оценки СКО ФФ данным устройством равна лЛ . ;,; - Выражение (6) определ ет рациональный выбор соотношений частот Од и S2 , при котором обеспечиваетс  минимальное значение погрешности оп-. ределени  оценки СКО ФФ. Предлагаемое устройство наиболее целесообразно примен ть дл  широкополосных фазовых флюктуации, когда отношение . При этом обеспечиваетс  высока  разрешающа  способность преобразовани  ФФ в интервал времени. Усреднениевременного интервала „ (4) с выхода триггера 4 в соответствии с алгоритмом (5) осуществл етс  усреднителем 5, результат с выхода которого выдаетс  на индикатор 6. Устройство-прототип нечувствительно к гармоническим ФФ вида (у 5  1 при П - V WQ I где К - целое число, и в этом случае не обеспечивает измерени  СКО ФФ. Устройство измер ет СКО ФФ независимо от кратности частот Я и С0(, и существенно повышает точность измерени  СКО периодических фазовых флюктуации. Таким образом, введение формировател  нуль-переходов и формировател  импульсов запрета существенно повышает точность измерени  СКО периодических фаЭовых флюктуации по

сравнению с базовым объектом 2j частота повторени  которых кратна средней частоте исследуемого сигнале . При этом максимальна  погрешность определени  оценки СКО ФФ, определ емой в соответствии с алгоритмом (5), определ етс  выражением (6), что определ ет выбор частоты со,, при измерении ФФ с известной априори шириной спектра.

ArJ

I (МП

Statli

Claims (1)

1. УСТРОЙСТВО ДЛЯ ОПРЕДЕЛЕНИЯ СРЕДНЕКВАДРАТИЧНОГО ОТКЛОНЕНИЯ ФЛЮКТУАЦИИ ФАЗЫ, содержащее последовательно соединенные генератор так|товых импульсов, счетчик, выходом подключенный к R-входу R5 -тригге ра, выход которого подключен к управляющему входу счетчика, а также ^г’ элемент И и последовательно соединенные усреднитель и индикатор, от л и ч а ю щ е е с я тем, что, с целью повышения точности определения среднеквадратичного отклонения периодических флюктуаций фазы, в устройство введены два формирователя, причем первый формирователь нуль-переходов выходом подключен к входу установки ’Ό'* счетчика и к одному из входов элемента И, другой вход которого подключен к выходу счетчика через второй формирователь импульсов запрета, а выход элемента и подключен к 5 -входу -RS -триг- § гера, выход которого подключен к входу усреднителя.