SU748274A1

SU748274A1 - Phase shift measuring device

Info

Publication number: SU748274A1
Application number: SU772495409A
Authority: SU
Inventors: Владимир Сергеевич Галяминский; Анатолий Васильевич Панюков
Original assignee: Челябинский Политехнический Институт Им.Ленинского Комсомола
Priority date: 1977-06-13
Filing date: 1977-06-13
Publication date: 1980-07-15

Description

Изобретение относится к радиоизмерительной и вычислительной тех- нике и может быть использовано при измерении фазовых сдвигов. zThe invention relates to radio metering and computer engineering and can be used to measure phase shifts. z

Известны способы измерения фазовых сдвигов, по которым производится преобразование входных сигналов в две последовательности коротких импульсов, причеммоменты появления (q импульсов в каждой последовательности соответствуют нулевой фазе соответствующего входного сигнала [1]. Затем в течении -времени измерения производят время-импульсное преобразование временных интервалов от импульсов первой последовательности до последующего импульса второй последовательности в коды и их суммирование. По окончании времени изме- « рения результирующий код принимают за код среднего значения фазового сдвига.Known methods for measuring phase shifts by which the input signals are converted into two sequences of short pulses, and the moments of occurrence (q pulses in each sequence correspond to the zero phase of the corresponding input signal [1]. Then, during the measurement time, a time-pulse conversion of time intervals from pulses of the first sequence to the next pulse of the second sequence into codes and their summation. At the end of the measurement time, the result The code is taken as the code of the average phase shift value.

Однако при измерении с помощью указанного способа фазовых сдвигов, 25 близких к 0° или 360^е, при наличии шумов возникают значятельНйё'ШД'рёШности, обусловленные разрывным поведением величины фазового сдвига в этой точке.However, when measured by the method of phase shifts, 25 close to 0 ° or 360 ^e, the presence of noise znachyatelNyo'ShD'roShnosti arise due to discontinuous behavior of the phase shift value at this point.

Цель изобретения — повышение точности измерения среднего значения фазового сдвига.·The purpose of the invention is to improve the accuracy of measuring the average value of the phase shift.

Это достигается тем, что по способу измерения среднего значения · фазового сдвига, основанному на формировании двух последовательностей коротких импульсов, соответствующих моментам перехода входных сигналов через нулевой уровень, и последующем* формировании прямоугольных сигналов, длительность которых зависит от разности фаз, формируют временные интервалы так, что начало одного из прямоугольных сигналов соответствует нечетному импульсу первой последовательности коротких импульсов, а конец соответствует четному импульсу второй последовательности коротких импульсов, начало второго прямоугольного сигнала соответствует нечетному импульсу второй последовательности коротких сигналов, а конец соответ-, ствует чётному импульсу первой последовательности коротких сигналов, При этом длительности сформированных прямоугольных сигналов равны соответственно + ψ и t - ψ , где — период исследуемых процессов;This is achieved by the fact that by the method of measuring the average value of the · phase shift, based on the formation of two sequences of short pulses corresponding to the moments of transition of the input signals through the zero level, and the subsequent * formation of rectangular signals, the duration of which depends on the phase difference, form time intervals so that the beginning of one of the rectangular signals corresponds to the odd pulse of the first sequence of short pulses, and the end corresponds to the even pulse of the second pos of short pulses, the beginning of the second rectangular signal corresponds to the odd pulse of the second sequence of short signals, and the end corresponds to the even pulse of the first sequence of short signals, while the durations of the generated rectangular signals are equal to + ψ and t - ψ, respectively, where is the period of the studied processes;

³ 748274 ³ 748274

4? — измеряемый фазовый сдвиг между исследуемыми сигналами.4? - the measured phase shift between the studied signals.

На фиг. 1 представлена функциональная схема устройства для осуществления предлагаемого способа;на фиг.2 — временные диаграммы его работы. . .In FIG. 1 is a functional diagram of a device for implementing the proposed method; FIG. 2 is a timing diagram of its operation. . .

Устройство включает формировате-^ · ли 1 и 2 входных напряжений,распределители импульсов 3-5, триггеры 6 и 7 временного интервала, элементы совпадения 8 и 9 й счетчик 10.The device includes shapers of 1 and 2 input voltages, pulse distributors 3-5, triggers 6 and 7 of the time interval, coincidence elements of the 8th and 9th counter 10.

Формирователи 1 и 2 входных напряжений .соединены с входами распределителей имйульсов 3 и 4. Входы триггеров 6 и 7 временного интервала соединены с соответствующими выходами распределителей импульсов 3 и 4, а выходы соединены с первыми, входами элементов совпадения 8 и 9, третьи входы которых соединены с выходами третьего распределителя импульсов 5, на вход которого подается последовательность импульсов с генератора квантующих импульсов. Шины Сложение и Вычитание счетчика 10 соединены соответственно с выходами элементов совпадения 8 и 9. Вторые входы элементов совпадения 8 и 9 соединены с выходом источника сйгнала, соответствующего времени измерения, шина Запуск соединена со входами первого и второго формирователей входных сигналов и со входами первого и второго распределителей импульсов.Shapers 1 and 2 of the input voltage are connected to the inputs of the distributors of pulses 3 and 4. The inputs of the triggers 6 and 7 of the time interval are connected to the corresponding outputs of the pulse distributors 3 and 4, and the outputs are connected to the first, inputs of coincidence elements 8 and 9, the third inputs of which are connected with the outputs of the third pulse distributor 5, the input of which is fed a sequence of pulses from the generator of quantizing pulses. Buses Addition and Subtraction of the counter 10 are connected respectively to the outputs of coincidence elements 8 and 9. The second inputs of coincidence elements 8 and 9 are connected to the output of the signal source corresponding to the measurement time, the Start bus is connected to the inputs of the first and second input signal conditioners and to the inputs of the first and second pulse distributors.

Работает устройство следующим образом.The device operates as follows.

На первые входы формирователей 1 и 2 подаются исследуемые процессы, а вторые входы соединены с шиной Запуск. На выходах формирователей 1 и 2 получают последовательности коротких импульсов и Uj соответственно, причем момент появления каждого импульса соответствует положительному переходу через нуль соответствующего исследуемого процесса, а также моменту появления сигнала Запуск, если в этот момент исследуемый процесс больше нуля. Полученные последовательности коротких импульсов 1Ц и U₂ поступают на распределители импульсов 3. и 4, на первых выходах которых получают последовательности uj и и; нечетных импульсов последовательностей U, и а на вторых выходах — последовательности и О² четных .The studied processes are fed to the first inputs of the shapers 1 and 2, and the second inputs are connected to the Start bus. At the outputs of the shapers 1 and 2, sequences of short pulses and Uj are obtained, respectively, and the moment of appearance of each pulse corresponds to a positive transition through zero of the corresponding process under study, as well as the moment of the appearance of the Start signal if at this moment the process under study is greater than zero. The obtained sequences of short pulses 1C and U ₂ go to the pulse distributors 3. and 4, at the first outputs of which receive the sequence uj and and; odd pulses of sequences U, and and on the second outputs - sequences and O ² even.

импульсов последовательностей 1½. Далее, последовательности пульсов Uj и U? поступают ветственно на первый и второй триггера 6 временного интервала первого канала, на выходе которого получается последовательность Uj прямоугольных импульсов длительностью £ + Ψ, где *t — период исследуемого процесса; — измеряемый фазовый сдвиг. Последовательности импульсовpulses of sequences 1½. Further, the pulse sequences Uj and U? arrive at the first and second trigger 6 of the time interval of the first channel, at the output of which a sequence Uj of rectangular pulses of duration £ + Ψ is obtained, where * t is the period of the process under study; - measured phase shift. Pulse sequences

ϋ., и имсоотвходыϋ., and their waste

1>4 и U² поступают соответственно на первый и второй входы триггера 7 временного интервала второго канала, на выходе которого получается последовательность U₇ прямоугольных импульсов длительностью ΐ - Ф . Последовательности импульсов Ug и U₇ поступают на первые входы элементов совпадения 8 и 9, на вторые входы которых_подается сигнал, соответст₍ вующий времени измерения, а на третьи входы — две последовательности коротких импульсов с выходов распределителя 5, сдвинутые одна относительно другой на 180°. За время измере, ния Т через элемент совпадения 8 ¹ проходит число импульсов где f — частота квантующих импульсов .на выходах распределителя импульсов 5.1> 4 and U ² respectively enter the first and second inputs of trigger 7 of the time interval of the second channel, the output of which produces a sequence of U ₇ rectangular pulses of duration ΐ - Ф. Sequences Ug and U ₇ pulses supplied to the first inputs of coincidence elements 8 and 9, the second inputs kotoryh_podaetsya signal Correspondingly _(vuyuschy measurement time, and to the third inputs - two series of short pulses from the outputs of the distributor 5, which are shifted relative to one another by 180 °. During the measurement T through the coincidence element 8 ¹ the number of pulses passes, where f is the frequency of the quantizing pulses. At the outputs of the pulse distributor 5.

За время измерения Т через элемент совпадения 9 проходит число импульсовDuring the measurement of T through the element of coincidence 9 passes the number of pulses

Таким образом, в момент окончания измерения в счетчике окажется записанным числоThus, at the end of the measurement, the number

N = N_v - N_a с* f-Τ.Φ.N = N _v - N _a with * f-Τ.Φ.

Таким образом, предлагаемое устройство обеспечивает измерение среднего значения фазового сдвига в диапазоне 0-360°.Thus, the proposed device provides a measurement of the average value of the phase shift in the range 0-360 °.

Claims

The invention relates to radio metering and computer technology and can be used to measure phase shifts. / There are known methods for measuring phase shifts, by which the input signals are converted into two sequences of KojpbTRHX pulses, with the pb times in the LOW pulses in each sequence correspond to the zero phase corresponding to just the input signal 1. Then, during the measurement time, the time-pulse conversion of the time intervals from the pulses of the first sequence D of the subsequent pulse of the second sequence to the codes and their summation is performed. At the end of the measurement time, the result code is taken as the code of the average phase shift value. However, when the phase shifts close to O or 360 are measured using this method, in the presence of noise, 3Ha4BTenbHais trdFf Biii arise due to the discontinuous behavior of the phase shift value at this point. The purpose of the invention is to improve the accuracy of measuring the average value of the phase shift. This is achieved by the method of measuring the average value of the phase shift, based on the formation of two sequences of short pulses corresponding to the moments of transition of input signals through the zero level, and the subsequent formation of square signals, the duration of which depends on the phase difference, form time intervals, that the beginning of one of the rectangular signals corresponds to an odd pulse of the first sequence of short pulses, and the end corresponds to an even pulse of the second n the sequence of short pulses, the beginning of the second rectangular signal corresponds to the odd pulse of the second 1trsl-series of short signals, and the end corresponds to the even pulse of the first sequence of short signals, while the duration of the formed rectangular signals are respectively t + vp and t -vf , where t is the period of the studied processes; 9- measured phase shift between the studied signals. FIG. Figure 1 shows the functional diagram of the device for implementing the proposed method; time diagrams of its operation, the device includes a driver 1 and 2 input voltages, pulse distributors 3-5, triggers 6 and 7 of the time interval, elements of coincidence 8 and 9 and a counter 10. The drivers 1 and 2 of the input voltages are connected to the inputs of the distributors pulses 3 and 4. The inputs of the triggers b and 7 of the time interval are connected to the corresponding outputs of the pulse distributors 3 and 4, and the outputs are connected to the first inputs of the coincidence elements 8 and 9, the third inputs of which are connected to the outputs of the third pulse distributor 5, stroke which is supplied with a pulse sequence gene Rhatore quantizing pulses. Tires Addition and Subtraction of the counter 10 are connected respectively to the element outputs in coincidence 8 and 9. The second inputs of the matching elements 8 and 9 are connected to the output of the signal source corresponding to the measurement time, the Start bus is connected to the inputs of the first and second drivers of the input signals and the first and second inputs distribute impulses. The device works as follows. The processes under study are fed to the first inputs of the formers 1 and 2, and the second inputs are connected to the Start bus. At the outputs of formers 1 and .2, receive sequences of short pulses and and Uj. accordingly, the time of occurrence of each pulse corresponds to a positive zero crossing of the corresponding process under study, as well as the time of the appearance of the trigger signal, if at that time the process under study is greater than zero. The resulting sequences of short pulses and ,, and U2 arrive at pulse distributors 3. and 4, at the first outputs of which receive sequences Uj. and ulf of odd pulses of sequences O and a at the second outputs - sequences u | and U even pulses of sequences U-, and Next, the sequences of pulses U go to the first and second inputs of the trigger 6 of the time interval of the first channel, the output of which is a sequence of Uj rectangular pulses of duration t, where -t is the period of the process under study; - measured phase shift. The pulse sequences go respectively to the first and second inputs of the trigger 7 of the time interval of the second channel, the output of which is a sequence and rectangular pulses of duration t - P. The pulse sequences and U-j arrive at the first inputs of the matching elements 8 and 9, the second inputs of which receive a signal corresponding to the measurement time, and the third inputs receive two sequences of short pulses from the outputs of the distributor 5 shifted one relative to the other. Over time measuring T through the coincidence element 8 passes the number of pulses () () f, where f is the frequency of the quantizing pulses. On the outputs of the pulse distributor 5. During the measurement time T, the number of pulses passes through the coincidence element 9,: f. The moment of the end of the measurement in the counter will be a recorded number. - N ,, Thus, the proposed device provides a measurement of the average value of the phase shift in the range of 0-360 °. Formula of the invention The method of measuring the phase shift based on the formation of two short-term sequences x pulses corresponding to the moment of transition of input signals through the zero level, and the subsequent formation of rectangular signals, the duration of which depends on the phase difference, so that, in order to improve accuracy, time intervals are formed so that the beginning of one of the rectangular signals corresponds the odd pulse of the first sequence of short pulses, the end corresponds to the even pulse of the second sequence of short pulses, the beginning of the second square signal corresponds to the second impulse of the short sequence of signals, and the end corresponds to the even impulse of the first sequence of short signals, while the duration of the formed rectangular signals are respectively + F and t - f, where f is the period of the processes studied; - measured phase shift between the studied signals. Sources of information taken into account during the examination 1. Vishenchuk IM, Krtyuk AF, Mizyuk L.Ya, Electromechanical and electronic phase meters. Gosenergoizdat, 1962.