SU1408383A1 - Способ измерени угла сдвига фаз между двум гармоническими сигналами - Google Patents

Abstract

Изобрете1 ие относ 1тс  к области фа- )1змер 1те: ьиой техник 1. Снособ измерени  yr.ia фаз между двум  гармо 1и- .ам (ГС) реализован в уст- . Через ..ти 4 и 3 подаютс  ГС и и п ia формирователи 6 и 5, где руютс  ГС, в и i , этом ГС г задержан на врем  t:j i|.v/(), где ((,, - yro,i сдвига фаз;

Description

00

со

00

со

Изобретение относитс  к фазоизмеритель- ной технике и может быть использова- )1О дл  измерени  разности фаз между онор- мым и измерительным сигналами в широком диапазоне частот.

Цель изобретени  - повышение точ- пости измерени  угла сдвига фаз в области высоких частот.

Повьипение точности в области высоких частот достигаетс  уменьшением погрешности дискрета вследствие увеличени  в m раз счетного интервала, пропорционального сдви ГУ фаз. При этом используют свойства спектра перемноженных двух импульсных последовательностей с дробнократным соотношением частот повторени : а именно в т/(т- - 1) раз, полученных, соответственно, из входных гармонических сигналов. Спектр такого сигнала определ етс  выражением

C(m,t3) - - JTllTlSS-t,

2 f

exp (m-l)

+b

2q(m-l) - n J

где опорна  частота Q cD/m; w - частота входных гармонических сигналов; 1з - врем  запаздывани  одной импульсной после- довательности относительно другой, св зано с углом сдвига фаз как t;j х/м, If л - измер емый сдвиг фаз; п - номер спектральной составл ющей, п 1,3, 5... Первое слагаемое данного выражени  определ ет спектр сигнала треугольной формы , врем  запаздывани  которого относительно отсчетной точки составл ет mt.j, и который синтезируетс  с точностью до гармоники с номером п m-2, а второе слагаемое определ ет методическую погрешность линейного усилени  счетного интервала. Отсюда следует, что методическа  погреш- jiiocTb Atp данного способа составл ет: при Л-ф 0,025°, при m 100 Аф 0,00003°.

I На фиг. I представлена структурна  схе- |ма устройства, реализующего предлагаемый 1способ; на фиг. 2 - вре.менные диаграм- JMbi, по сн ющие работу устройства.

Устройство содержит входные зажимы 1 и 2, линейные усилители 3 и 4, форми- ;рователи 5 и 6 импульсных последователь- ностей со скважностью, равной двум, элемент И 7, делитель 8 частоты, фильтр 9 ниж- ни.ч частот, дифференцирующий элемент 10, ;ко.мнаратор-ограничитель 11, синтезатор 12 с фазовой автоподстройкой частоты, электронный ключ 13, эталонный генератор 14 и регистратор 15.

Измерительный канал содержит последовательно соединенные линейный усилитель 3, формирователь 5, элемент И 7, фильтр 9, Дифференцирующий элемент 10, компаратор- ограничитель 11, ключ 12 и регистратор 15. Опорный канал содержит последовательно соединенные линейный усилитель 4, формирователь 6, делитель 8 частоты и синтезатор 12, выход которого соединен с вторым входо.м элемента И 7. Второй вход элект- ронного ключа 13 соединен с выходом де- лтител  8, а третий вход ключа 13 - с выходом генератора 14.

expj (m-1) 2q(m-1)-bn 2qm-bn

5

0

5

0

0

Q 5

5

Способ осуществл етс  следующим образом .

Способ осуществл етс  следующим образом .

Два гармонических сигнала а   б, из которых опорный подсоединен к зажиму 2, а исследуе.мый - к зажи.му 1, усиливаютс  -соответственно усилител .ми 4 и 3 и подаютс  на входы формирователей соответственно 6 и 5, которые формируют одинаковые импульсные последовательности в иг, где, например, последовательность г задержана относительно последовательности в на врем  t: (рд/(о. Затем сигнал в подают на цифровой делитель 8 частоты , на выходе которого формируетс  сигнал д с частотой Q ш/т, макси.му.м проинтегрированного сигнала е от которого будет находитьс  в отсчетной точке. Выделение максимума производитс  дифференцированием сигнала е, поэтому в качестве отсчетной точки формировани  счетного интервала м используют задний фронт сигнала д, к которому прив зана фаза синтезатора 12, и который открывает ключ 13. Далее импульсную последовательность ж с частотой (т-1)Q w(m-l)/m с выхода синтезатора подают на второй вход элемента И 7, а на первый вход подают импульсную последовательность с выхода формировател  5.

Сигнал 3, полученный в результате логического перемножени  сигналов г и ж. подают на фильтр 9, который  вл етс  «прозрачным в области частот О-(гп-2) со. Па выходе фильтра 9 выдел етс  сигнал и квазитреугольной формы (треугольность тем лучше, че.м больше т), мо.мент максимального значени  которого отстоит от отсчетной точки на величину mt.j. После дифференцировани  сигнала и элементом 10 полученный сигнал к подают на компаратор- ограничитель 11, на выходе которого формируетс  сигнал л пр моугольной фор.мы. задний фронт которого отстоит от отсчетной точки на величину mta. Электронный

ключ 13, открываемый задним фронтом сигнала л и закрываемый задним фронтом сигнала d, осуществл ет формирование счетного интервала м, который заполн етс  счетными импульсами генератора 14, число которых регистрируетс  регистратором

Угол сдвига фаз между двум  гармоническими сигналами вычисл ют по формуле

N, 15.

Ч,N ,- fs m- fr

360

где fax со/2л - частота входных сигналов; fr - частота эталонного генератора .

Claims (1)

1. Формула изобретени 

   Способ измерени  угла сдвига фаз между двум  гармонически.ми сигналами, заключающийс  в выделении моментов перехода данными сигналами нулевого уровн  напр жени , формировании интервала времени,

   пропорционального углу с.щига фа., но мо- ментам перехода гармонических сигналов чс.- рез максимальное значение, загю.чиенпи дам ного интервала времени счетными inniy/ib

   с сами и вычислении значени  yr. ia сдвига фаз, отличающийс  тем, что, с цс.чыо но- выщени  точности измерени  у1ма сдвига фаз в области высоких частот, в сносоп дополнительно введены следующие операции над входными сигналами, ф ормируют онор 0 ный сигнал делением но частоте в ш раз вого входного гармонического сигнала, далее формируют вспомогательный сигнал, умножа  по частоте сформированный опорный сигнал в m-1 раз методом синтсзи15 ровани  частоты с применением фазовой автоподстройки частоты, второй входной гармонический сигнал преобразуют, логически перемножа  его с вспомогательным сигналом , и фи,тьтруют измерительный си1 на,1. выдел   из него не более, чем m 2 i-ap20 монических составл ющих, где основна  составл юща  равна частоте опорного сигнала .