SU1615636A1 - Способ определени сдвига фаз - Google Patents

Abstract

Изобретение относитс  к радиоизмерительной технике, в частности к способам измерени  фаз монохроматических сигналов в радиолокации, св зи. С целью повышени  точности измерени  сдвига фаз двух сигналов одинаковой частоты /измерительного и опорного/ многократно сравнивают и компенсируют разность фаз сигналов при перемене местами опорного и измерительного сигналов. Результаты измерени  определ ют как частное от делени  суммарного сдвига, вносимого отсчетным или установочным фазовращателем, на число циклов компенсации. 1 ил.

Description

Изобретение относитс  к способам измерени  сдвига фаз двух гармонических сигналов одной частоты.

. Целью изобретени   вл етс  повышение точности определени  сдвига фаз двух сигналов.

Способ измерени  сдвига фаз реализуетс  следующим образом.

Обнул ют показани  установочного фазовращател . Пропускают измерительный и опорный сигналы через установочный и от- счетный фазовращатели соответственно. Сравнивают фазы сигналов. С помощью от- счетного фазовращател  компенсируют измер емый фазовый сдвиг. При зтом

Уот1 ,

где 9Яот1 - фазовый сдвиг, вносимый отсчетным фазовращателем при первом цикле компенсации;

РХ - измер емый сдвиг фаз двух сигналов;

- погрешность компенсации, обусловленна  погрешностью устройства сравнени  при первом цикле компенсации.

Мен ют местами (переключают между собой) опорный и измерительный сигналы; опорный сигнал пропускают через установочный фазовращатель, а измерительный сигнал - через отсчетный фазовращатель. Сравнивают фазы сигналов. Компенсируют сдвиг фаз сигналов с помощью установочного фазовращател , При этом

ст2 (рх. )o + ,

где ст2 - фазовый сдвиг, вносимый установочным фазовращателем при втором цикле компенсации;

погрешность компенсации, обусловленна  погрешностью устройства сравнени  при втором цикле компенсации.

Вновь мен ют местами опорный и измерительный сигналы, сравнивают фазы сигналов, компенсируют фазовый сдвиг с помощью отсчетного фазовращател  и т. д.

После выполнени  п циклов компенсации по шкале отсчетного (дл  нечетного) или установочного (дл  четного п) фазовращател  определ ют суммарный фазовый сдвиг

Si

Os

ел о со 0

р-у(с. учетом возможных переходов через 2 ), внесенный фазовращателем. При этом справедливо соотношение

п ipg. П + -Ь 2 РС

где 2 суммарный фазовый сдвиг, внесенный фазовращателем;

- измер емый сдвиг фаз двух сигналов;

- погрешность отсчета по шкале фазовращател ;

- погрешность компенсации, обусловленна  погрешностью устройства сравнени  при i-м цикле компенсации.

Измер емый фазовый сдвиг определ етс  из выражени 

S

y)g

nПn

Вычитаемые величины в выражении характеризуют погрешность измерени . Из полученного результата следует, что погрешность измерени , св занна  с погрешностью градуировки шкалы фазовращател , уменьшаетс  в п раз. Погрешность измерени , возникающа  из-за погрешности устройства сравнени , в общем случае имеггг две составл ющие: случайную и смстемап - ческую. Среднее значение случайной со стзвл кхщей этой погрешности при достаточно большом п стремитс  к нулю. Систематическа  составл юща  погрешности измерени , обусловленна  погрешностью устройства сравнени , дл  четного п равна нулю, а дл  нечетного п уменьшаетс  в п раз. Число необходиглых циклов компенсации определ етс  требуемой точностью измерени  сдвига фаз сигналов (рл.

При погрешности градуировки шкалы фазовращател  2° и погрешности устройстварсравнени  АсРср ±4° (случайна  составл юща ) в предлагаемом способе дл  числа циклов компенсации п 30 погрешность измерени , св занна  с отсчетным устройством (фазовращателей), уменьшаетс  в п раз и составл ет ± 0,066°. Погрешность измерени , св занна  с устройством сравнени , уменьшаетс  в Vnt и составл ет ± 0,73°.

раз

На чертеже приведено устройство, реализующее предлагаемый способ,

Устройство содержит коммутатор 1 сиг- нёлов, блок 2 управлени , первое отсчетное устройство 3, установочный фазовращатель 4, отсчетный фазовращатель 5, второе отсчетное устройство 6, устройство 7 сравнени , вычислительное устройство 8.

10

15

20

25

35

45

50

Входами устройства  вл ютс  первый и второй входы коммутатора 1 сигналов. Выходы коммутатора 1 сигналов подключены к первым входам установочного 4 и отсчетно- го 5 фазовращателей соответственно, первые выходы которых соединены с входами устройства 7 сравнени , выход последнего подключен к входу блока 2 управлени , первый выход которого подключен к третьему входу коммутатора 1 сигналов. Второй и третий выходы блока 2 управлени  соединены с вторыми входами установочного 4 и отсчетного 5 фазовращателей соответственно , вторые выходы которых через первое 3 и второе 6 отсчетные устройства соответственно подключены к первому и второму вхо- вычислительного устройства 8, Четвертый выход блока 2 управлени  соединен с третьим входом вычислительного устройства 8.

Устройство работает следующим образом .

При первом цикле компенсации с помощью сигнала, поступающего с второго выхода блока 2 управлени , обнул ютс  показани  установочного фазовращател  4. Измерительный и опорный сигналы подаютс  на первый и второй входы коммутатора 1 С1 гналов. Под воздействием сигнала с блока 2 упрЗЕлени , поступающего на третий вход коммутатора 1 сигналов, измерительный и опорный сигналы коммутируютс  на первые входы установочного 4 и отсчетного 5 фазовращателей соответственно. В устройстве 7 сравнени  сравниваютс  фазы сигналов, поступающих с выходов фазовращателей 4 и 5. С блока 2 управлени  на второй вход отсчетного фазовращател  5 выдаетс  управл ющий сигнал, под воздействием которого с поцощью этого фазовращател  осуществл етс  компенсаци  сдвига фаз сигналов. Значение фазы, вносимой отсчетным фазовращателем 5, фиксируетс  в от- счетном устройстве 6.

При втором цикле компенсации с блока 2 управлени  подаетс  сигнал управдени  на третий вход коммутатора 1 сигналов. После коммутации опорный сигнал пропуска- етс  через установочный фазовращатель 4, а измерительный сигнал - через отсчетный фазовращатель 5. Сравниваютс  фазы сигналов в устройстве 7 сравнени . Под воздействием управл ющего сигнала с блока 2 управлени , поступающего на второй вход установочного фазовращател  4, с помощью последнего компенсируетс  фазовый сдвиг сигналов. Значение фазы, аносимой установочным фазовращателем 4, фиксируетс  в отсчетном устройстве 3.

При следующем цикле компенсации вновь осуществл етс  коммутаци  измерительного и Опорного сигналов и т. д. При каждой коммутации компенсаци  сдвига фаз сигналов на выходах фазовращателей осуществл етс  с помощью того фазовращател , через который в данном цикле компенсации пропускают опорный сигнал. После выполнени  п циклов компенсации (значение определ етс  требуемой точно- стью определени  измер емого сдвига фаз сигналов) с четвертого выхода блока 2 управлени  выводитс  значение п, поступающее в вычислительное устройство 8, Вычислительное устройство 8 считывает с отсчетного устройства 3 (дл  четного п) или отсчетного устройства 6 (дл  нечетного п) значение суммарного фазового сдвига (с учетом возможных переходов через 2зт ), внесенное установочным 4 (дл  четного п) или отсчетным 5 (дл  нечетного п) фазовращателем . В вычислительном устройстве 8 вычисл етс  измер емый сдвиг фаз сигналов по формуле

о где - суммарный фазовый сдвиг, внесенный установочным или отсчетным фазовращателем;

п - число выполненных циклов компенсации .

Claims (1)

1. Формула изобретени  Способ определени  сдвига фаз, заключающийс  ВТОМ, что измерительный и опорный сигналы одинаковой частоты пропускают через установочный и отсчет- ный фазовращатели, соответственно сравнивают фазы сигналов и компенсируют измер емый фазовый сдвиг с помощью отсчетного фазовращател , отличающий- с   тем, что, с целью повышени  точности определени , многократно перекрестно переключают между собой опорный и измери тельный сигналы, каждый раз сравнивают фазы сигналов и компенсируют сдвиг фаз с помощью того фазовращател , через который в данном цикле компенсации пропускают опорный сигнал, и определ ют искомый сдвиг фаз сигналов по формуле

   -&

   5 10 15 20

   25

   где (р - суммарное изменение фазового сдвига, вносимого установочным или отсчетным фазовращателем:

   п - число выполненных циклов компенсации , определ емое требуемой точностью измерений.