SU1651227A2 - Способ определени фазового сдвига - Google Patents

Abstract

Изобретение относитс  к элект- рорадиоизмерени м и может быть использовано дл  измерени  сдвига фаз сигналов , в составе которых присутствует n-  гармоника и посто нна  составл юща , за малое врем  измерени , в том числе и за врем  измерени , меньшее периода сигнала, а также за врем , на кратное периоду сигнала, с повышенной точностью и помехоустойчивостью . Цель изобретени  - повышение точности измерени  фазового сдвига при наличии в сигнале посто нной составл ющей - достигаетс  тем, что формируют и интегрируют измер емый сигнал, формируют и интегрируют косинусную составл ющую опорного сигнала и косинусную составл ющую n-й гармоники опорного сигнала и определ ют значение фазового сдвига по результатам интегрировани  и с учетом всех сформированных сигналов. Устройство, реализующее способ, содержит генератор 1 опорного напр жени , перемноЙ

Description

Изобретение относитс  к области электрорадиоизмерений, может быть использовано дл  измерени  сдвига фаз сигналов, в составе которых присутствует n-  гармоника и посто нна  составл юща , за малое врем  измерени , в том числе и за врем  измерени  меньше периода сигнала, а также за врем  некратное периоду сигнала, с повышенной точностью и помехоустойчивостью , и  вл етс  усовершенствованием способа по основному авт.ев0 № 1430904„

, Цель изобретени  - повышение точ- ,ности измерени  фазового сдвига при наличии в сигнале посто нной составл ющей о

На фиг. 1 приведена стуктурна  схема устройства, реализующего предлагаемый способ; на фиг. 2 - вариант схемы блока управлени ; на фиг. 3 - вариант схемы генератора опорного напр жени ; на фиг. 4 - временные диаграммы работы блока управлени .

Устройство, реализующее предлагаемый способ, содержит генератор опорного напр жени  1, перемножители 2-5, квадраторы 6-9, перемножители 10 и 11, интеграторы 12-24, вычислительный блок 25, индикатор 26, блок 27 управлени , причем генератор 1 опорного напр жени  выходом,  вл ю щимс  выходом синусной составл ющей опорного сигнала, подключен к первому входу перемножител  2S к входу квадратора 6 и к первому входу перемножител  10, выходом,  вл ющимс  выходом косинусной составл ющей опорного сигнала, подключен к первому входу перемножител  3, к входу квадратора 7, к первому входу перемножит л  11 и к входу интегратора 23, выходом ,  вл ющимс  выходом синусной составл ющей n-й гармоники опорного сигнала,, подключен к первому входу перемножител  45 к входу квадратора 8 и к второму входу перемножител  10 выходом,,  вл ющимс  выходом косинусной составл ющей n-й гармоники опорного сигнала, подключен к первому

5

0

5

0

5

0

5

0

5

входу перемножител  5, к входу квадратора 9, к второму входу перемножител  11 и к входу интегратора 24, вторые входы перемножителей 2-5 подключены к шине входа измер емого сигнала , подключенной также к входу интегратора 12, выходы перемножителей 2-5 подключены к входам соответственно интеграторов 13-16, выходы квадраторов 6-9 подключены к входам соответственно интеграторов 17-20, выходы перемножителей 10 и 11 подключены к входам соответственно интеграторов 21-22, выходы интеграторов 12-24 подключены к входам вычислительного блока 25, выходом подключенного к индикатору 26.

Блок 27 управлени  содержит формирователь 28 импульса пуска, врем зада- юший элемент 29 и формирователь 30 импульсов, последовательно соединенные между собой. Выходом блока 27 управлени   вл ютс  шины Q и б , причем шина д  вл етс  выходом врем за- дающего элемента 29, а шина В  вл етс  выходом формировател  30 импульсов . 1 1ина q подключена к управл ющим входам генератора 1 опорного напр жени  и интеграторов 12-24, а шина О подключена к управл ющим входам интеграторов 12-24 и индикатора 26.

Генератор 1 опорного напр жени  содержит тактовый генератор 31, вход которого подключен к выходу fl блока 27 управлени , четыре запоминающих устройства 32-35, входы которых подключены к выходу тактового генератора 31 и четыре цифроаналоговых преобразовател  36-39, входы которых подключены к соответствующим выходам запоминающих устройств 32-35, а выходы  вл ютс  выходами синусной и косинусной составл ющих опорного сигнала и синусной и косинусной составл ющих n-й гармоники опорного сигнала генератора 1 опорного напр жени , i

Способ реализуетс  следующим об разом.

16

Момент начала измерени  формирует- с  формирователем 28 импуиьса пуска блока 27 управлени , работающего в ручном или автоматическом режиме Врем задающий элемент 29 блока 27 управлени  формирует импульс, равный по длительности времени измерени  Т, который по гвдне Оь подаетс  на генератор 1 опорного напр жени , на управл ющий вход тактового генератора 31 и на интеграторы 12-24. В течение времени интегрировани  генератор 1 опорного напр жени  формирует синусную и косинусную составл ющие опорного сигнала, которые подаютс  на перемножители 2 и 3, квадраторы 6 и 7 перемножители 10 и 11, интегратор 23, синусную и косинусную составл ющие n-й гармоники опорного сигнала, кото рые подаютс  на перемножители 4 и 5, квадраторы 8 и 9, переьножители 10 и 11, интегратор 24. Перемноженные с измер емым сигналом синусна  и косинусна  составл киоие опорного сигнала и синусна  и косинусна  составл ющие n-й гармоники опорного сигнала, квадрированные синусна  и косинусна 

227°

составл йте onopnoi о сигнала и синусна  и косинусна  составл ющие n-й гармоники опорного сигнала, перемноженные межпу собой синусна  составл юща  опорного сигнала и синусна  составл юща  п-и гармоники опорного сигнала, косин тсна  составл юща  опорного и косинусна 

составл юща  n-й гармоники опорного сигнала, косинусна  составл юща  опорного сигнапа, косинусна  составл юща  n-й гармонию опорного сигнала , а также измер емый сигнал интегрируютс  в течение времени Т,,. После

5

И

окончани  интегрировани  результаты запоминаютс  на врем  Т, равное длительности имп тльса с выхода Формировател  импульсов 30 в блоке управлени   27, поступающего по 1Ш1не & на интеграторы 12-24 и индикатор Ь, Сигналы с выходов интеграторов 12-24, которые в течение действи  импульса по шине Б посто нны во времени, подаютс  на входы вычислительного блока , где происходит их преобразование в цифровую форму и вьпчтг тонне результата измерени  по rhopM j e

Ц

игм

arctg

Р

де ( - интегратор перемноженных из- 35 мер емого сигнала и синуской составл ющей опорного сигнала;

-интегратор перемноженных измер емого сигнала и косинусной составл ющей опорного сигнапа; 40

У - интегратор перемноженных измер емого сигнала и синусна  составл юща  n-й гармоники опорного сигнала;

р - интегратор перемноженных изме- 45 р емого сигнала и косинусной составл ющей опорного сигнала; р( - интегратор квадрата синусной

составл ющей опорного сигнала,

-интегратор квадрата синусной 50 составл ющей n-й гармоники опорного сигнала;

-интегратор перемноженных синусных составл ющих опорного

f

У

сигнала и n-и гармоники опорного сигнала;

интегратор косинусной составл ющей опорного сигнала;

Р,- ингегратс кьчдр. тл косинуснон сос -а- л ю цег опорного CHI-

5

0

5

0

5

f Р

интегратор квадрата косинусной составл ющей n-й гармоники оп ор но г о сиг на л а;

-интегратор перем«оч нных косинусных составп ющнх опорного сигнала и его гармоники;

- интегратор косинусной составл ющей гармоники опорного сигнала;

-интегратор измер емого сигнала .

С выхода вычислительного блока 25 сигнал,  вл ющийс  резу п-татом изме-. рени , поступает на индикатор 26, который запоминает результат на врем  действи  импульса по о и отображает затем его до окончани  следующего измерени .

TexHHKo-3KonovH4ecMui эффект насто щего способа заключаетс  Р возможности уменьшени  погрешности измерени  при существенном повышении гродействи  измерени  за счет уменьшени  времени измерени . Особенно это важно при измерении сдвига фаз сигнапов на инфранизких частотах при времени измерени , меньшем периода сигнала. При временах измерени , меньших периода сиг1 нала, при наличии в сигнале гармоник и посто нной составл ющей измерение фазового сдвига известными Q способами становитс  фактически невозможным из-за больших погрешностей. Дл  измерени  с приемлемой точностью врем  измерени  необходимо увеличить до значени , кратного периоду

полупериоду сигнала. Использу  насто щий способ, врем  измерени , например , по сравнению с известным способом, можно уменьшить, как минимум, на

Ч

и$м

arcLg

a(t -Уг)С() +ffVЈ-p f) +pQf-6 N) ( )) ) + )

Фиг.:

Claims (1)

1. один-два пор дка без существенного увеличени  погрешности измерений. Формула изобретени 

   Способ определени  фазового сдвиг по авт.св. № 1430904, отличаю- щ и и с   тем, что, с целью повышени  точности измерени  и быстродействи  при наличии в сигнале посто нной составл ющей, формируют сигнал О, дополнительно интегриру  измер емый сигнал, и сигналы и X1 , интегриру  соответственно косинусную составл ющую опорного сигнала и косинусную составл ющую n-й гармоники опорного сигнала, затем по результатам интегрировани  и с учетом всех сформированных сигналов определ ют значение фазового сдвига по формуле

   Фиг. 5

   0

   п

   г

   Фиг. 4