SU1377765A1 - Method of determining phase shift - Google Patents

Method of determining phase shift Download PDF

Info

Publication number
SU1377765A1
SU1377765A1 SU864127459A SU4127459A SU1377765A1 SU 1377765 A1 SU1377765 A1 SU 1377765A1 SU 864127459 A SU864127459 A SU 864127459A SU 4127459 A SU4127459 A SU 4127459A SU 1377765 A1 SU1377765 A1 SU 1377765A1
Authority
SU
USSR - Soviet Union
Prior art keywords
result
multiplied
reference signal
integration
multiplication
Prior art date
Application number
SU864127459A
Other languages
Russian (ru)
Inventor
Михаил Кириллович Чмых
Original Assignee
Красноярский Политехнический Институт
Priority date (The priority date is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the date listed.)
Filing date
Publication date
Application filed by Красноярский Политехнический Институт filed Critical Красноярский Политехнический Институт
Priority to SU864127459A priority Critical patent/SU1377765A1/en
Application granted granted Critical
Publication of SU1377765A1 publication Critical patent/SU1377765A1/en

Links

Landscapes

  • Measurement Of Resistance Or Impedance (AREA)

Abstract

Изобретение может быть использовано дл  измерени  сдвига фаз сигналов , в составе которых присутствует посто нна  составл юща . Цель изобретени  - сокращение времени и повышение точности измерени . Устройство , реализующее способ, содержит генератор 1 опорного напр жени , перемножители 2. .. 7, квадраторы 8... 10 , интеграторы 11...16, элементы 17 и 18 вьгаитани , преобразователь 19 отношений , блок 20 вычислени  арктангенса , индикатор 21 и блок 22 управлени . Устройство позвол ет прово- . дить следующие операции. Синусную и косинусную составл ющую (КС) опорного сигнала возвод т в квадрат и интегрируют . КС и измер емый сигнал (ИС) также интегрируют. Затем ре- зультат интегрировани  перемноженных КС и ИС перемножают с результатом интегрировани  квадрата синусной составл ющей (СС) опорного сигнала. Результаты интегрировани  измер емого сигнала, КС и квадрата СС перемножают и из предпоследнего результата перемножени  вычитают последний результат перемножени . Результат интегрировани  перемноженных ИС и СС перемножают с результатом интегрировани  квадрата КС. После этого результат интегрировани  КС возвод т в квадрат и перемножают с результатом интегрировани  перемноженных ИС и СС. Из результата предпоследнего перемножени  вычитаю г результат последнего перемножени  и по результатам данных вычитаний вычисл ют результат измерени . 4 ил. t л. ijTlо оо чЗ О) сд Фиг. 1The invention can be used to measure the phase shift of signals comprising a constant component. The purpose of the invention is to reduce the time and increase the accuracy of measurement. A device that implements the method contains a generator 1 of the reference voltage, multipliers 2. .. 7, quadrants 8 ... 10, integrators 11 ... 16, elements 17 and 18 of the voltage, converter 19 ratios, block 20 of the arctangent calculation, indicator 21 and a control unit 22. The device allows wire. the following operations. The sine and cosine component (CS) of the reference signal is squared and integrated. The CS and the measured signal (IC) are also integrated. Then, the result of integrating the multiplied QS and ICs is multiplied with the result of integrating the square of the sine component (CC) of the reference signal. The results of the integration of the measured signal, the CS, and the square of the SS are multiplied and the last result of the multiplication is subtracted from the penultimate result of the multiplication. The result of the integration of the multiplied ICs and the CCs are multiplied with the result of the integration of the CS square. After that, the result of the integration of the QS is squared and multiplied with the result of the integration of the multiplied ICs and CCs. From the result of the penultimate multiplication, I subtract the result of the last multiplication and calculate the measurement result from the results of the subtraction data. 4 il. t l ijTlо оо чЗ О) SD FIG. one

Description

Изобретение относитс  к электро- радиоиэмерени м и может быть использовано дл  измерени  сдвига фаз сигналов , в составе которых присутству- ет посто нна  составл юща ,за малое врем  измерени , в том числе и за врем  измерени , меньшее периода сигнала , с повышенной точностью и помехоустойчивостью .The invention relates to electro-radio measurements and can be used to measure the phase shift of signals that include a constant component in a short measurement time, including a measurement time that is shorter than the signal period, with increased accuracy and noise immunity. .

Цель изобретени  - сокращение времени и повьщ1ение точности измерени  фазовых сдвигов сигналов.The purpose of the invention is to reduce the time and increase the accuracy of measurement of phase shifts of signals.

На фиг.1 приведена структурна  схема устройства, реализующего пред- лагаемый цпосрб; на фиг.2 и 3 - схема блока управлени  с временными диаграммами; на фиг. 4 - структурна  схема генератора опорного напр жени .Figure 1 shows a block diagram of a device that implements the proposed project; Figures 2 and 3 are a diagram of a control unit with time diagrams; in fig. 4 is a block diagram of a reference voltage generator.

Устройство содержит (фиг.1) генератор I опорного напр жени , пере множители 2-7, квадраторы 8-10, ин- тегра-торы 11-16, элементы 17 и 18 вычитани , преобразователь 19 отно- щени , блок 20 вычислени  арктангенса , индикатор 21, блок 22 управлени  причем генератор 1 опорного напр жени , выходами подключен к перемножител м 2 и 3 и квадраторам 8 и 9, вто рые входы перемножителей 2 и 3 и вход интегратора 11 - к шине входа измер емого сигнала, вьпсрды перемнЬжите- лей 2 и 3, квадраторов 8 и 9 и косинусного выхода генератора 1- опорного напр жени  подключены к входам соответственно интеграторов 12-16, выходы интеграторов 11, 14 и 16 подключены к входам перемножител  4, выход интегратора; 16 также подключен к вхо ду квадратора 10, выход которого подключен к входу перемножител  5, к второму входу которого подключен, выход интегратора 12, который также подключен к входу перемножител  6, второй вход которого подключен к- выходу интегратора 15, выходы интеграторов 13 ц 14 подключены к входам перемножител  7, выходы перемножителей 4 и 7 подключены к входам элемента 17 вычитани , выходы перемножителей 5 и 6 подключены к входам элемента 18 вычитани , выходы элементов 17 и 18 вычитани  подключены к преобразователю 19 отношени , вы- ход которого подключен к входу блока 20 вычислени  арктангенса, выходом подключенного к индикатору 21, первый выход подключен к управл ющимThe device contains (Fig. 1) a generator I of the reference voltage, multipliers 2-7, quadrants 8-10, integrators 11-16, elements 17 and 18 of the subtraction, a ratio converter 19, an arctangent calculation unit 20, the indicator 21, the control unit 22 wherein the voltage generator 1, the outputs are connected to multipliers 2 and 3 and quadrants 8 and 9, the second inputs of multipliers 2 and 3 and the integrator input 11 to the input signal bus of the measured signal, alternators 2 and 3, quadrants 8 and 9 and the cosine output of the generator 1 - the reference voltage is connected to the inputs according to -retarded integrators 12-16, the outputs of integrators 11, 14 and 16 are connected to the inputs of the multiplier 4, the integrator output; 16 is also connected to the input of a quad 10, the output of which is connected to the input of multiplier 5, to the second input of which is connected, the output of integrator 12, which is also connected to the input of multiplier 6, the second input of which is connected to the output of integrator 15, the outputs of integrators 13 c 14 connected to the inputs of multiplier 7, outputs of multipliers 4 and 7 are connected to inputs of subtraction element 17, outputs of multipliers 5 and 6 are connected to inputs of subtraction element 18, outputs of elements 17 and 18 of subtraction are connected to a ratio converter 19, the output of which connected to the input of the arctangent calculator 20, the output connected to the indicator 21, the first output connected to the control

входам генератора I опорного напр жени  и интеграторов 11-16, второй выход подключен к управл ющим входам интеграторов П-16 и индикатора 21.the inputs of the generator I of the reference voltage and the integrators 11–16, the second output is connected to the control inputs of the integrators P-16 and the indicator 21.

Блок управлени  (фиг.2) содержит формирователь 23 имцульса пуска, вре м задающий элемент 24 и формирователь 25 импульса, последовательно содиненные между собой. Выходами блока управлени   вл ютс  щины а и 5 .The control unit (Fig. 2) contains the start pulse pulse generator 23, the timing of the driver element 24 and the pulse former 25, which are sequentially interconnected. The outputs of the control unit are a and 5.

Генератор .опорного напр жени  (фиг.4).содержит тактовый генератор (ТГ) 26, вход которого подключен к выходу а блока управлени , два запоминающих блока 27 и 28, входы которы подключены к выходу ТГ 26, и два цифроаналоговых преобразовател  29 и 30, входы которых подключены к выходам запоминающих блоков 27 и 28, а выходы  вл ютс  выходами синусного и косинусного сигналов генератора 1 опорного напр жени .The reference voltage generator (Fig. 4) contains a clock generator (TG) 26, the input of which is connected to the output of the control unit, two storage units 27 and 28, whose inputs are connected to the output of TG 26, and two digital-analogue converters 29 and 30 The inputs of which are connected to the outputs of the storage units 27 and 28, and the outputs are the outputs of the sine and cosine signals of the reference voltage generator 1.

Сущность- предлагаемого способа состоит в следующем.The essence of the proposed method consists in the following.

Фазовый сдвиг определ етс  выражениемThe phase shift is determined by the expression

ЛАт - о о АзВ,LAT - about OAR,

uгм°з te в которомugm ° s te in which

1H

о/ i s(t) (0 dt , about / i s (t) (0 dt,

u . -г„11u. -g „11

/ь S(t) S,(t) dt;(s) (t) dt;

1one

-Ты/г-You g

TM/ TM /

0 t;0 t;

J-u JJ u u

-TM/- «/5-Tm / - "/ 5

A 1 S,(t.)dt;A 1 S, (t.) Dt;

-v ;-v;

Т„/5T „/ 5

В, S Soc (t) t;B, S Soc (t) t;

. -T«(7. -T "(7

TV,/ . TV, /.

Bj f г s;jt)Jt,Bj f g s; jt) jt,

и-Тц/а i-tts / a

где S(t) - измер емьм сигнал; S Q5(t) ,S() - синусна  и косинусна  составл ющие опорного сигнала.where S (t) is the measured signal; S Q5 (t); S () is the sine and cosine components of the reference signal.

Спо соб реализуетс  следующим образом .The method is implemented as follows.

Момент начала измерени  формируетс  формирователем 23 импульса пуска блока 22 управлени , работающего в ручном или автоматическом режимах Врем задающим элементом 24 блока 22 управлени  формируетс  импульс, равный по длительности времени интегрировани  Ти (фиг.З), который по щине а подаетс  на генератор 1 опорного напр жени , на вход тактового генератора 26 и интеграторы 11-16. В течение времени интегрировани  генератор 1 опорного напр жени  формирует синусную и косинусную составл ющие опорного сигнала, которые подаютс  на перемножители 2 и 3, квадратор 9 и интегратор 16. Перемноженные с измер емым сигналом косинусна  составл юща  опорного сигнала, квадрирован на  косинусна  составл юща  опорного сигнала и измер емый сигнал интегрируютс  в течение времени Т. После окончани  интегрировани  результаты интегрировани  запоминаютс  на врем  , (фиг.З), равное длительности импульса с выхода формировател  25 импульсов , поступающего по шин е S на все интеграторы и индикатор. Сигналы с выходов интеграторов, которые в течение действи  импульса по щине 5 посто нны во времени, подаютс  на соответствующие перемножители 4-7 и квадратор 10. На выходе перемножител  4 формируетс  сигнал, пропорциональный перемноженным значени м o((j A,jB,, на выходе перемножител  6- сигнал, пропорциональный перемноженным значени м о В, на вькоде перемножите л  7 - сигнал, пропорциональный перемноженным значени м /ьА, на выходе квадратора 10- сигнал, пропорциональный значению В , на выходе перемножител  5 - сигнал, пропорциональный перемноженным значени м of В , где о , dThe moment of the measurement start is formed by the shaper 23 of the start pulse of the control unit 22 operating in the manual or automatic modes Time the driver element 24 of the control unit 22 is formed a pulse equal in duration to the integration time Ti (FIG. 3), which is fed to the generator 1 through the slit a for the input of the clock generator 26 and the integrators 11-16. During the integration time, the reference voltage generator 1 generates the sine and cosine components of the reference signal, which are fed to multipliers 2 and 3, quadrant 9 and integrator 16. Multiplied with the measured signal, the cosine component of the reference signal is squared by the cosine component of the reference signal and the measured signal is integrated over time T. After the end of the integration, the results of the integration are memorized for a time (FIG. 3) equal to the duration of the pulse from the output of the driver 25 pulse ov, coming on tires e S on all integrators and the indicator. The signals from the outputs of the integrators, which are constant in time during pulse pulse 5, are fed to the corresponding multipliers 4-7 and quadrant 10. At the output of multiplier 4, a signal is generated that is proportional to the multiplied values o (((j A, jB, by the output of the multiplier 6 is a signal proportional to the multiplied values of o In the code multiply l 7 - a signal proportional to the multiplied values m / s, at the output of the quad, 10 is a signal proportional to the value of b, the output of the multiplier 5 is a signal proportional to the multiplier th values of B m, where o, d

4four

Bi,Bi,

Bj обозначены в соответствии с 2-7. Сигналы с выходов перемножителей 4- 7 поступают на элементы вычитани , с которых подаютс  на преобразователь отношени , на выходе которого действует сигнал, пропорциональный величине (/lA - о AjB,)/(d(B - оСВ) , Этот сигнал поступает на блок вычислени  арктангенса, который вычисл ет фазовьш сдвиг по арктангенсу от зна- чеЬи  сигнала на его входе. Результат вычислени  поступает на индикатор 21, которь1й запоминает его во врем  действи  импульса по шине и и индицирует егоBj are labeled in accordance with 2-7. The signals from the outputs of multipliers 4-7 are fed to the subtraction elements, which are fed to the ratio converter, the output of which is a signal proportional to the value (/ lA - o AjB) / (d (B - oSV). This signal goes to the calculation unit arctangent, which calculates the phase shift by arctangent from the value of the signal at its input. The result of the calculation goes to indicator 21, which stores it during the pulse on the bus and displays it

- 10- ten

1515

2020

2525

30thirty

3535

4040

4545

5050

5555

до окончани  следующего измерени .until the end of the next measurement.

Использование предлагаемого способа дает возможность уменьшени  погрешности измерени . Особенно это важно при измерении сдвига фаз сигналов на инфранизких частотах при времени измерени , меньшем периода сигнала. При малых временах, меньших периода сигнала, погрешность может достигать 20° и более, т.е. измерение фактически становитс  невозможным . Дл  выполнени  измерени  с приемлемой точностью врем  измерени  необходимо увеличить до значени , кратного периоду (полупериоду) сигнала . Таким образом, можно сущест- венно уменьшить врем  измерени . Например , на частоте 0,001 Гц минимальное врем  измерени  по прототипу составл ет 500 с, а при использовании предлагаемого способа врем  измерени  можно уменьшить на один-два пор дка .Using the proposed method makes it possible to reduce the measurement error. This is especially important when measuring the phase shift of signals at infra-low frequencies with a measurement time shorter than the signal period. For small times, shorter signal period, the error can reach 20 ° and more, i.e. measurement actually becomes impossible. To perform a measurement with acceptable accuracy, the measurement time must be increased to a value that is a multiple of the period (half-period) of the signal. Thus, it is possible to significantly reduce the measurement time. For example, at a frequency of 0.001 Hz, the minimum measurement time of the prototype is 500 seconds, and when using the proposed method, the measurement time can be reduced by one to two orders of magnitude.

Claims (1)

Формула изобретени Invention Formula Способ определени  фазового сдвига , основанный на перемножении измер емого сигнала на синусную и косинусную составл ющие опорного сигнала , интегрировании результатов перемножени  и вычислении результата измерени  по арктангенсу отношени , отличающийс  тем, что, с целью сокращени  времени и повышени  точности измерени , синусную и косинусную составл ющие опорного сигнала возвод т в квадрат и интегрируют , косинусную составл ющую опорного сигнала интегрируют, измер емьй сигнал интегрируют, затем результат интегрировани  перемноженных измер емого сигнала и косинусной составл ющей опорного сигнала перемножают с результатом интегрировани  квадрата синусной составл ющей опорного сигнала , результаты интегрировани  измер емого сигнала, косинусной составл ющей опорного сигнала и квадрата синусной составл ющей опорного сигнала перемножают и из предпоследнего результата перемножени  вычитают последний результат перемножени , результат интегрировани  перемноженных измер емого сигнала и синусной составл ющей опорного сигнала перемножают с результатом интегрнровани  квадрата косинусной составл ющей опорного сигнала, результат интегрировани  косинусной составл ющей опорного сигнала возвод т в квадрат и перемножают с результатом интегрировани  перемноженных измер емогоThe method of determining the phase shift, based on multiplying the measured signal by the sine and cosine components of the reference signal, integrating the multiplication results and calculating the result of the measurement by the arc tangent of the ratio, characterized in that, in order to reduce the time and increase the accuracy of measurement, the sine and cosine components the reference signal is squared and integrated, the cosine component of the reference signal is integrated, the measured signal is integrated, then the result of the integration of the variable The measured signal and the cosine component of the reference signal are multiplied with the integration result of the square of the sine component of the reference signal, the integration results of the measured signal, the cosine component of the reference signal and the squared sine component of the reference signal are multiplied and the last result of the multiplication is subtracted and the last result of the multiplication is multiplied the result of integrating the multiplied measured signal and the sine component of the reference signal is multiplied with the result and tegrnrovani square cosine component of the reference signal, the result of integrating said cosine component of the reference signal is erected into squared and multiplied with the result of integrating said multiplied the measured 1377765613777656 сигнала и синусной составл ющей опорного сигнала, из результата предпоследнего перемножени  вычитают результат последнего перемножени  и по результатам данных вычитаний вычисл ют результат измерени .the signal and the sine component of the reference signal, the result of the last multiplication is subtracted from the result of the penultimate multiplication, and the measurement result is calculated from the results of the subtraction data. 2323 ZifZif Фие,3Phie, 3 аbut 2525 фиг. 2FIG. 2 ТиTy CDi/e.CDi / e.
SU864127459A 1986-06-24 1986-06-24 Method of determining phase shift SU1377765A1 (en)

Priority Applications (1)

Application Number Priority Date Filing Date Title
SU864127459A SU1377765A1 (en) 1986-06-24 1986-06-24 Method of determining phase shift

Applications Claiming Priority (1)

Application Number Priority Date Filing Date Title
SU864127459A SU1377765A1 (en) 1986-06-24 1986-06-24 Method of determining phase shift

Publications (1)

Publication Number Publication Date
SU1377765A1 true SU1377765A1 (en) 1988-02-28

Family

ID=21260304

Family Applications (1)

Application Number Title Priority Date Filing Date
SU864127459A SU1377765A1 (en) 1986-06-24 1986-06-24 Method of determining phase shift

Country Status (1)

Country Link
SU (1) SU1377765A1 (en)

Non-Patent Citations (1)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Title
Глинченко А.С.и др. Цифровые методы измерени сдвига фаз. Новосибирск: Наука, 1979. Пестр ков В.Б. Фазовые радиотехнические системы. Сов.радио, 1968, с.391-392. *

Similar Documents

Publication Publication Date Title
US4224568A (en) Frequency to digital converter
JPH0650772Y2 (en) Travel detector
SU1377765A1 (en) Method of determining phase shift
JPS58139074A (en) Ac measuring apparatus
SU938399A1 (en) Method and device for analog-digital conversion
SU847221A1 (en) Digital phase meter
SU781755A1 (en) Time shift measuring device
SU1613967A1 (en) Apparatus for measuring parameters of frequency-modulated harmonic signals
SU834594A1 (en) Method of measuring signal phase
SU920363A1 (en) Toothed gear checking method
SU1465786A1 (en) Method of measuring signal amplitude
SU1674003A1 (en) Signal amplitude measurement method
SU1564557A1 (en) Method of measuring signal amplitude
SU690408A1 (en) Digital arrangement for optimum measuring of signal phase
SU1457161A2 (en) Device for determining characteristics of a-d converter
JPS5763459A (en) Reactive power meter
RU2039358C1 (en) Method for measuring active and reactive power components in a c circuits with steady state sine-wave voltage
SU1040432A1 (en) Phase shift meter (its versions)
SU822075A1 (en) Digital phase meter
SU618695A1 (en) Digital meter of nonlinear distortion coefficient
SU813272A1 (en) Method of measuring pulse amplitude changes
SU978063A1 (en) Digital frequency meter
SU972263A1 (en) Frequency measuring converter
SU571765A1 (en) Frequency meter
SU1663424A1 (en) Non-electric quantity measuring device