SU1239624A1 - Способ определени разности фаз между гармоническими сигналами инфранизкой частоты - Google Patents

Abstract

Изобретение относитс  к.фазо- метрии инфранизкочастотных сигналов и предназначено дл  измерени  запаз- дьшани  одного гармонического сиг-°- нала относительно другого в элементах электронной техники при переходных режимах, а также дл  исследований диэлектрических, механических и теплофизических и других свойств материалов на инфранизких частотах при измен ющихс  средних уровн х гармонических сигналов. Цель изобретени  - повышение точности определени  разности фаз. Способ -заключаетс  в том, что при моно- тонно смещающихс  средних уровн х входных сигналов измер ют период сигнала, формируют и измер ют длительности трех начинающихс  друг за другом временных интервалов «Сг 3 .между моментами переходов текущих значений сигналов от минимума до максимума, от максимума до и снова от минимума до максимума установленных ранее уровней, а разность фаз этих сигналов рассчитьта- ют по формуле, приведенной в описании изобретени . Устройство дл  реализации способа состоит из 2 .ус1ти- телей-ограничителей с активными фильтрами 4-го пор дка I и 2, компараторов 3 и 4, трех частотомеров 5, 6 и 7, содержащих блоки измерени  интервалов времени. Способ позвол ет определить разность фаз при переходных режимах, сократить врем  эксперимента , повысить точность определени  фазовых сдвигов между опорным и ис- следуемь м сигналами. 2 ил. I Jpnt/CK S (Л Ю СО ;о 05 го

Description

1

Изобретение относитс  к области фаэометрии и инфранизкочастотных синалов и предназначено дл  измерени  запаздьгоани  одного гармонического сигнала относительно другого в элементах электронной техники при переходных режимах, а также-дл  иссле-. дований диэлектрическр х, механических , теплофизических и др. свойств материалов на инфранизких частотах при измен ющихс  средних уровн х гармонических-сигналов.

Цель изобретени  - повышение точности при монотонно смещающихс  средних у ювн х входных сигналов ,

На фиго показаны временные диаг раммы, по сн ющие предлагаемый способ; на фиг.2 - функциональна  схема устройства, реализующего предлагаемый способ.

Исследуемые сигналы, представл ющие собой гармонические сигналы с измен ющимис  средними уровн ми (фиг.), аналитически могут быть записаны в виде

и- (t) С (t)+A. sin(wt+f)

()

Ug(t) С j(t)+A2sin(ut+fi),

где АН и AS, и fa посто нные, а С;, (t) и Сг (t) - монотонно измен ющиес  за врем  измерени  величины.

Иэ уравнений (Ij) можно легко най ти дл  каждого из исследуемых сигналов по три ближайших друг к другу момента t/, t/ , t/,, t( , tl в которые данные напр жени  переход т через свои уровни сравнени  (фиг,) а следовательно, и соответствующие этим моментам полные фазы гармонических сигналов.

Зна  полные фазы, модно определить и значени  разности фаз по формулам

(1r.itJfS .

Ц). |p(t..T5).

1

4

---.(,},:

где 4Й 21Г/Т; fa-H -i ; S s -.

Таким образом, дл  определени  разности фаз между гармоническими сигналами, средние уровни которых измен ютс  со временем, необходимо знать не только длительности вре12

г

) , .

396241

менных интервалов, но и значени  величин S и г. . завис щих от амплитуд этих сигналов и скоростей . изменени  уровней. Так как опреде5 лить значени  величин S vi S при произвольном монотонном изменении средних уровней невозможно, то расчет разности фаз по длительност м временных, интервалов приводит

10 к ошибке Л4( S /ф. Ошибку можно уменьшить, провод  вычисление разности фаз по длительности не двух, а трех временных интервалов, так как при монотонном изменении

ts средних уро1зней S и5 имеют проти- воположные знаки и компенсируют (частично или даже полностью) друг друга.

Устройство дл  осуществлени 

20 предлагаемого способа состоит из усилителей-ограничителей 1 и 2.с активными фильтрами 4-го пор дка, компараторов 3 и 4 и трех частотомеров 5-7 типа 43-54, содержащих блоки

25 измерени  интервалов времени.Усили- тепи-ограничители с активными фильт-. рами 4-го пор дка позрол ют повысить крутизну исследуемых-сигналов U (t) и (t) и уменьшить вли ние высоко30 частотной помехи на работу компар а- торов. Компараторы вырабатьгаают пр моугольные напр жени , фронты и спады которых совпадают по времени с моментами переходов исследуемых

,, сигналов U,(t) и U.Ct) через уровни сравнени  v и V соответственно ii Пр моугольное напр жени  с компарато ров поступают на входы встроенных в частотомеры блоков измерени  тер;валов времени. Два частотомера 5 и 7 измер ют временные интервалы Ц и ТГг между положительными перепадами (фронтами) пр моугольных напр жений с вькодов компараторов, а третий час ,f тотомер 6 - между отрицательными переперепадами (спадами) Tj .

В начале импульс Запуск подаетс  оператором только на частотомер 5, что приводит его в состо ние

50 готовности к измерению, в то врем  как два других частотомера пока не могут реагиробать на сигналы, поступающие на их входы. После того, как частотомер 5 начнет измерение, им55 пульс Запуск подаетс  оператором на два других частотомера, в результате чего они привод тс  в состо т ние5 подготовленное к измерени м.

31

После того, как измерены длительности всех т.рех временных интервалов , т.е. все три частотомера закончат счет, можно проводить новые измерени . При этом разность фаз рассчитываетс  по формуле

,|). гП

Предлагаемый способ позвол ет определить разность фаз, не дожида сь установлени  стационарного процесса (при переходных режимах, и не только сократить врем  эксперимента, но и повысить точность определени  фазовых сдвигов между опорным и исследуемым сигналами.

Claims (1)

1. Формула изобретени 

   Способ определени  разности фаз между гармоническими сигналами

   62А4

   инфранизкой частоты, заключающийс  в том, что измер ют длительности двух временных инте рвалов, сформированных в моменты между перехода- ми сигналов, заданных дл  каждого из уровней, отличающийс  тем, что, с целью повышени  точности при монотонно смещающихс  средних уровн х входных сигналов, измер ют период сигнала, формируют и измер ют длительности трех начинающихс  друг за другом временных интервалов Т,г. и f-i между моментами переходов текущих значений сигналов от минимума до максимума, от максимума до - минимума и снова от минимума до максимума установленных ранее уровней , а разность f фаз этих сигналов рассчитьшают по формуле

   . Г 4 Т

   р

   2Г.

   f при Of Const и С const

   Редактор Л.Гратилло

   Фиг. /

   Составитель В.Шубин Техред гМ.Ходанич Корректор Е.Рошко

   Заказ 3391/45 . Тираж 728 Подписное ВНИИПИ Государственного комитета СССР

   по делам изобретений и открытий 113035, Москва, Ж-35, Раушска  наб., д.4/5

   Лроизводственно-полиграфическое предпри тие, г.Ужгород, ул.Проектна , 4