SU659985A1

SU659985A1 - Phase difference measuring arrangement

Info

Publication number: SU659985A1
Application number: SU772476703A
Authority: SU
Inventors: Валерий Фомич Отчалко; Николай Николаевич Штарев
Original assignee: Томский Институт Автоматизированных Систем Управления И Радиоэлектроники
Priority date: 1977-04-18
Filing date: 1977-04-18
Publication date: 1979-04-30

Description

Изобретение относитс к радиоизмерительной технике и может быть использовано дл измерени разности фаз.This invention relates to a radio measuring technique and can be used to measure a phase difference.

Известно устройство дл измерени разности фаз, содержащее два фазовых детектора , фазосдвигающую цепь и стрелочный нрибор, соединенный с выходами фазовых детекторов 1.A device for measuring a phase difference is known, comprising two phase detectors, a phase-shifting circuit, and a switch device connected to the outputs of phase detectors 1.

Недостатками такого устройства вл ютс низка точность и быстродействие процесса измерени разности фаз входных сигналов , что обусловлено применением стрелочпого индикатора.The disadvantages of such a device are the low accuracy and speed of the process of measuring the phase difference of the input signals, which is due to the use of the arrow indicator.

Наиболее близким по технической сущности к данному изобретению вл етс устройство дл измерени разности фаз, которое состоит из двух фазовых детекторов с фазосдвигающей цепью, двух парафазных усилителей, схем сравнени и двух каналов последовательно соединенных схем формировани сравниваемых сигналов вида ±соз2™-ф дл одного канала и ±з1п2™ф - дл другого канала, где , 2, 3, .... - пор дковый номер схемы формировани в канале 2.The closest to the technical essence of this invention is a device for measuring the phase difference, which consists of two phase detectors with a phase-shifting circuit, two paraphase amplifiers, comparison circuits and two channels of series-connected forms of comparing signals of the type ± cos2 ™ -f for one channel and ± s1n2 ™ f - for another channel, where, 2, 3, .... is the sequence number of the formation scheme in channel 2.

Дл получени высокой разрешающей способности измерени в устройстве необходимо последовательное включение большого числа схем формировапи сравниваемых сигналов в каждом канале. При заданном дискрете измерени 1|з число схем формировани в канале определ етс из выражени In order to obtain high measurement resolution in the device, it is necessary to switch on a large number of circuits of the compared signals in each channel in series. For a given measurement discrete 1 | 3, the number of formation patterns in the channel is determined from the expression

д, , 180 , /v logs - Дл малых дискретов N достаточно велико , при этом в устройстве используетс и большое количество схем сравнени . Этоd, 180, / v logs - For small samples, N is large enough, and a large number of comparison circuits are used in the device. it

обсто тельство приводит к значительному усложнению схемного решени , большим трудност м в настройке, к увеличению объема , веса и стоимости фазоизмерительного устройства.This circumstance leads to a considerable complication of the circuit design, greater difficulty in tuning, and an increase in the volume, weight, and cost of the phase-measuring device.

Целью изобретени вл етс повышепие наделчпости устройства и уменьшение его стоимости.The aim of the invention is to increase the availability of the device and reduce its cost.

Поставленна цель достигаетс тем, что в устройство дл измерени разности фаз,The goal is achieved by the fact that in a device for measuring phase difference,

содержащее два фазовых детектора, один из которых соединен с источниками исследуемых сигналов непосредственно, а другой - с одним из указанных источников непосредственно, а со вторым - через фазосдвигающую цепь, два парафазных усилител , последовательно соединенных с фазовыми детекторами, два блока формировани сравниваемых сигналов вида ±соз2ф и ±5{п2ф II два элемента сравнени , введены два блока выборки и хранеии , ключ.containing two phase detectors, one of which is connected to the sources of the studied signals directly, and the other to one of these sources directly, and the second through the phase-shifting circuit, two paraphase amplifiers connected in series with the phase detectors, two units of formation of compared signals of the form ± cos2f and ± 5 {n2f II are two elements of comparison, two sampling and storage units, a key, are introduced.

сдвиговый регистр и узел синхронизации, соединенный первым своим выходом через ключ с выходами парафазных усилителей с одной стороны, а с другой - с четырьм выходами иервого блока выборки и хранени , с таким же количеством входов блоков формировани сравниваемых сигналов вида ±cos2cp и ±sin2cp, св занных через два своих выхода со вторым блоком выборки и хранени , и входами двух элементов сравнени , объединенных но одному из входов, элементы сравнени через сдвиговый регистр нодсоединены ко второму выходу узла синхронизации, третий выход которого св зан с первым блоком выборки и хранени , а четвертый - со вторым блоком выборки и хранени , четыре выхода которого подключены к первому блоку выборки и хранени .a shift register and a synchronization node connected by its first output via a key to the outputs of paraphase amplifiers on the one hand, and on the other with four outputs of the first sample and storage unit, with the same number of inputs of forming units of the compared signals of the ± cos2cp and ± sin2cp, w Acquired through two of its outputs with the second block of sampling and storage, and the inputs of two elements of the comparison, combined but one of the inputs, the elements of the comparison through the shift register are connected to the second output of the synchronization node, the third output The first is connected to the first sample and hold unit, and the fourth to the second sample and hold unit, the four outputs of which are connected to the first sample and hold unit.

На чертеже представлена структурна схема предлагаемого устройства.The drawing shows a block diagram of the proposed device.

Устройство содержит фазовые детекторы 1 и 2, фазосдвигающую цепь 3, нарафазные усилители 4 и 5, ключ 6, блоки формировани сравниваемых сигналов вида ±соз2ф 7 и вида 8, элементы сравнени 9, 10, сдвиговый регистр 11, блоки выборки и хранени 12, 13 и узел синхронизации 14.The device contains phase detectors 1 and 2, phase-shifting circuit 3, phase amplifiers 4 and 5, key 6, units for generating compared signals of the ± ± 2 type and type 8, elements of comparison 9, 10, shift register 11, sampling and storage units 12, 13 and the synchronization node 14.

Узел синхронизации 14 служит дл управлени последовательностью работы ключа 6, сдвигового регистра 11 и блоков выборки и хранени 12, 13. Блоки выборки и хранени 12, 13 предназначены дл считывани (нри наличии разрешени узла синхронизации) сигнала, поступающего на их входы, запоминани величины этого сигнала и выдачи его на выход блока по приходу сигнала управлени с узла синхронизации 14.The synchronization node 14 serves to control the sequence of operation of the key 6, the shift register 11, and the sampling and storage units 12, 13. The sampling and storage units 12, 13 are designed to read (if the synchronization node has a resolution) the signal arriving at their inputs, storing the value of this signal and outputting it to the output of the block upon the arrival of the control signal from the synchronization node 14.

Радиосигналы, разность фаз фвх которых необходимо измерить, ностунают на фазовый детектор 2 непосредственно, а при поступлении на фазовый детектор 1 один из сигналов проходит через 90° фазосдвигающую цепь 3. С выходов фазовых детекторов 1 н 2 снимаютс в этом случае сигналы вида созфвх и 31Пфлх. В начальный момент времени ключ 6 замкнут управл ющим напр жением узла 14 и сигналы в виде ±созфвх и ±81пфвх с выходов парафазных усилителей 4 и 5 поступают на входы элементов сравнени 9, 10 и блоков формировани сравниваемых сигналов 7, 8. Результат сравнени сигналов вида созфвх с (значение первого старшего разр да кода) записываетс в сдвиговом регистре И с выходов элементов сравнени . Одновременно срабатывает блок выборки и хранени 12 и в него записываютс сигналы вида ±со82фвх и ±з п2фвх с выходов блоков формировани 7 и 8.The radio signals, the phase difference of which they need to be measured, are sent directly to phase detector 2, and when they reach phase detector 1, one of the signals passes through a 90 ° phase-shifting circuit 3. In this case, the signals of the sozfvh and 31Pflh type are removed from the outputs of the phase detectors 1 and 2 . At the initial moment of time, key 6 is closed by the control voltage of node 14 and signals in the form of ± soSfvh and ± 81pfvh from the outputs of paraphase amplifiers 4 and 5 are fed to the inputs of elements of comparison 9, 10 and blocks of formation of compared signals 7, 8. The result of comparison of signals A cosflc (the value of the first most significant bit of the code) is written in the shift register AND from the outputs of the comparison elements. At the same time, the sampling and storage unit 12 is triggered and signals of the type 82828282 and з з 22фin from the outputs of the forming blocks 7 and 8 are recorded in it.

По выполнении указанных операций узел синхронизации 14 размыкает ключ 6 и перезаписывает сигналы из блока выборки иUpon performing these operations, the synchronization node 14 opens the key 6 and overwrites the signals from the sample block and

хранени 12 в блок 13. На входы блоков 7, 8 и элементов 9, 10, во второй такт измерени с блока 13, поступают сигналы вида ±со52фвх и ±з п2фвх. Результат сравнени storage 12 in block 13. The inputs of blocks 7, 8 and elements 9, 10, in the second measurement cycle from block 13, receive signals of the form ± со52фвх and ± з п2фвх. Comparison result

сигналов соз2фвх и ±з1п2фвх записываетс в сдвиговый регистр (второй разр д кода), а в блок 12 поступают сигналы вида ±соз4фпх и ±Б п4фвх с блоков 7 и 8. Эти сигналы перезаписываютс в блок 13 и т.д.Signals SOS2FVH and ± S1P2FVH is written to the shift register (second code bit), and in block 12 signals of the type SOS4FX and ± B4FVH are received from blocks 7 and 8. These signals are overwritten in block 13, etc.

Ключ 6 разомкнут на все остальное врем измерени кроме первого такта. Количество тактов измерени определ етс требуемым числом разр дов кода, т. е. дискретом измерени . По окончании цикла измерени Key 6 is open for the rest of the measurement time except the first cycle. The number of measurement cycles is determined by the required number of code bits, i.e. the measurement discrete. At the end of the measurement cycle

с выходов сдвигового регистра 11 снимаетс значение кода, соответств)ющее измер емой разности фаз.From the outputs of the shift register 11, a code value is taken corresponding to the measured phase difference.

Из описани работы устройства видна необходимость последовательного соединени двух блоков выборки и хранени . Действительно , дл нормальной работы устройства необходимо наличие сигналов ± созфвх и на входах блоков 7 и 8 дл возможности записи сигналов ±соз2фхв иFrom the description of the operation of the device, the need to sequentially connect two blocks of sampling and storage can be seen. Indeed, for normal operation of the device, the presence of signals ± cosfvh and at the inputs of blocks 7 and 8 is necessary for the ability to record signals ± soz2fh and

±з1п2фвх с выходов этих блоков, хранить сигналы первого вида и одновременно записывать в тот же блок вторые сигналы блок выборки и хранени не позвол ет. Эти операции в устройстве разделены и выполн ютс двум блоками выборки и хранени , включенными последовательно.± s1p2fvh from the outputs of these blocks, it is not possible to store signals of the first type and simultaneously write the second signals to the same block of the second signals. These operations in the device are separated and executed by two blocks of sampling and storage, connected in series.

Преимуществом предлагаемого устройства вл етс простота схемного решени .The advantage of the device proposed is the simplicity of the circuit solution.

При дискрете ,087° в известномAt discrete, 087 ° in the known

устройстве требуетс включение в каждом канале по 10 достаточно сложных блоков формировани сравниваемых сигналов (всего 20) и использование 22 элементов сравнени . Предлагаемое устройство позвол ет достичь той же точности при использовании 2 элементов сравнени и 2 блоков формированн . При этом значительно упрощаетс настройка устройства, уменьшаетс егоthe device requires the inclusion in each channel of 10 rather complex blocks of formation of the compared signals (20 in all) and the use of 22 comparison elements. The proposed device achieves the same accuracy with the use of 2 comparison elements and 2 blocks formed. This greatly simplifies the configuration of the device, reduces its

объем и вес, что приводит к повышению надежности фазоизмерител и уменьшению его стоимости.volume and weight, which leads to an increase in reliability of phase meters and a decrease in its cost.

Claims

1. USSR author's certificate number 47356, cl. G 01R 25/00, 1935.

2. Forward number 2083645/21, cl. G 01R 25/00, 1974, by which the decision to issue an author's certificate was made.