Claims (2)
Изобретение относитс к фазометрии и может примен тьс при измерении сдвига фаз одиночных коротких радиоимпульсов,а также непрерывных сигналов при малом времени обращени к ним. Известен способ измерени сдвига фаз сигналов,предусматривающий перенос сдвига Лаз на фиксированную частоту вспомогательных колебаний с помощью преобразовател частоты Cl Недостатком известного способа вл етс достаточно большое врем обращени к входным сигналам,которое не может быть меньше времени измере ни сдвига фаз вспомогательных коле баний. Известен также способ измерени фазовых СДВИГОВ,.в котором исследуемые сигналы стробируют,в результате чего выдел ют m мгновенных.значений (выборок ) каждого сигнала,равномерно распределенных внутри одного периода Т ,и запоминают эти выборки. По окончании запоминани последней т-ой выборки производ т циклическое синхронное считывание выборок сигналов , в результате чего формируютс вспомогательные колебани фиксирован ной частоты,фазовый сдвиг которых измер ют 2J . Недостатком известного.способа вл етс значительна погрешность измерени сдвига фаз низкочастотных сигналов,обусловленна уменьшением значений выборок сигналов к моменту считывани за счет разр да конденсаторов пам ти. Цель изобретени - повышение точности . Указанна цель достигаетс тем, что в способе измерени фазовых сдвигов радиосигналов путем запоминани выборок сравниваемых сигналов,равномерно распределенных внутри одного периода циклического считывани 1-ой, 2-ой,...,т-ой выборок,формиру вспомогательные колебани ,число выборок увеличивают на 0,25 m при пропорциональном увеличении времени обращени , после запоминани 1,25 т-ой выборки производ т формирование дополнительных колебаний путем считывани выборок с номерами О,25.т,О,25 m + 1/, 1,25 m и суммирует результаты измерени сдвига фаз вспомогательных колебаний и дополнительных всполюгательных колебаний. На фиг.1 изображена временна диа грамма, по си юща способ измерени ; на фиг.2 - устройство,реализующее способ. vcxpoftcTBO содержит первый и вто рой идентичные каналы 1 и 2,к выходам которых подключен фазоизмеритель кый блок 3,измер ющий мгновенные зна чени сдвига фаз,а также разомкнутый регистр 4,соединенный с управл емым генератором З.кольдевой регистр 6 сдвига,соединенный входом с генератором 7 фиксированной частоты . Каждый из каналов содержит 1,25 го звеньев 8 {т - целое число кратное числу 4) и фильтр 9 нижних частот. Каждое звено образовано запоминающим элементом 10,вхад и выход которого через первый и второй ключи 11 и 12 подсоединены к входу канала и входу ФНЧ соответственно. Управл ющие входах ключей 11 и 12 каждого звена подключены к соответствующим выходам регистра 4 или б. Работа фазометра осуществл етс под действием управл ющих сигналов блока 13 управлени . . Сущность способа рассматриваетс на примере одного из исследуемых сиг налов - опорйогр (см,фиг.1),начальна Фаза которого равна нулю. В моменты времени .t ft,. . , осуществл ют дискретизацию (стробирование) сигнала в 1,25 m точках,т.е. его представ ление в виде 1,25 m выборок,соответствующих указанным моментам времени Выборки U(t) ... (t2.) , Ug(tg) , . , . U.g (t p) запоминают в элементах пам ти . Во сстановлени9 сигнала осущест зл ют .3 течение .цвух тактов,.непосред ственно следующих за моментами tg и соответственно.В первом такте восстановление сигнала осуществл ют путем сч.нтывани выборок с номерами 1,2 „„,8, В результате разр да конденсаторов пам ти значени .; считываемых Еыборбк IJ(tg). J-2(tQ), и (t за исключением ЕОСЬМОЙ в момент считывани tfменьше соответствующих на- чальных значений U., (t), U ,( ,г-, U.{t...) .. При восстановлении сигнала по кскажениым выборкам возникает по решность,котора обозначена через д Восстановлен:-; сигнала во втором такте осуществл ют путем сч ты.вани выборок с номерами 3,4,..„,10. В этом случае начальна фаза сигнала опреде.п етс моментом t и оавна ia %-, .ts-t-,) б° V -1-tr (после подстановкр; сиgy 2J7-j- , , to -i и t, --1, Погрешности А и д (соответствующие фазам Ч и сигн .ала,близки по величине и противоположны по знаку ,т .е. й .„ Дискретизаци и восстановление измер емого исследуемого сигнала осуществл етс синхронно и аналогич ным образом. Например,если сдвиг фа измер емого сигнала по отношению к опорному равен Ч ,то значени фазы игнала в моменты t и t соответственно равны + и Значени м 4 и V,. соответствуют огрешности их передачи,которые обоз-начены 4/ Причем дл погрешностей д.. а.а же,как и дл опорного сигнала справедливо приближенное равенство, т.е. Л,, cjj-dji. После восстановлени обоих исследуемых сигналов в каждом такте производ т измерение их сдвига фаз. Результаты измерени сдвигов фаз в первом и вогором тактах соответственно равны %( l(bl2) либо с учетом знаков д , д,;, V,(fM2ib. « V(-)ti Согласно способу искомое значение сдвига фаз сигналов получают в результате усреднени результатов промежуточных измерений, т.е. Ф - -/р (ai-uii)-() 2 Z Проведенные в соответствии с приведенными расчеты погрешностей измерени дл наихудшего случа (f/C 3, т 10) подтвердили эффективность способа: по сравнению с известным способом он позвол ет не менее,чем в 10 раз повысить точность измерени сдвига фаз. Дальнейшее уменьшение погрешности измерени сдвига фаз сигналов,период следовани которых соизмерим с посто нной запоминани пользуемого элемента па.м ти,возможно путем увеличени числа тактов измерени . Например , в рассмотренном случае при m .8,кроме;описанных двух тактов, возможен еще один такт измерени . Восстановление обоих сигналов в этом такте-должно осуществл тьс путем считывани выборок с но1 ерами 2,3,,..,9 в момент времени tд. При этом искомое значение сдвига фаз исследуемых сигналов определ етс ; как среднее арифметическое результатов измерени в 3-х тактах. Таким образом, способ измерени сдвига фаз позвол ет при увёлйчёьГйй времени обращени на 25 % значительно (более,чем в 10 раз) увеличить точность измерени . Устройство работает с.г.-«-.дующим образом . Под дейсгзием первого управл ющего сигнала,поступающего на регистр 4, на выходах последнего последовательно во времени через интервал At возникают короткие ймпульсьа. Под действием импульсов,открывающих ключ 11,в элементах пам ти 10 каждого из каналов 1 и 2 запоминаютс выборки входного сигнала,равномерно распределенные внутри интервала времени , равного 1,25 Т. Восстановление входных сигналов осуществл ют синхронно в два тактаs В течение первого такта в восстановлении участвуют звень 8- 8,а в течение второго - звень с 8. Восстановление каждого сигнала осуществл ют путем считывани (периодического подключени выхода каждого запоминающего элемента 10 через ключ 12 ко входу фильтра 9) выборок. Считывание производ т под действием выходных сигналов регистра 6. Управление работой регистра б осуществл етс таким образом,что в течение первого такта сигналы присутствуют на первых m (4-х) выходах,а в течение второго такта - на последних m выходах. Управл ютс регистры 4 и 6 с блока 13 управлени . На регистры 4 и б поступают сигналы заданной частоты от генераторов 5 и 7. В результате считывани в течение каждого такта на выходах каналов I и 2 формируютс восстановленные сигналы , сдвиг фаз которых измер ют с помошью блока 3. В результате измерени фазовых сдвигов погрешность измерени существенно уменьшитс . Формула изобретени Способ измерени фазовьсс сдвигов радиосигналов путем запоминани выборок сравниваемых сигналов,равномерно распределенных внутри одного периода циклического считывани 1-ой,2-ой,..., т-рй выборок,формиру вспомогательные колебани , отличающий с тем,что,с целью повышени точности,число выборок увеличивают на 0,25 m при пропорциональном увеличении времени обращени ,после запоминани 1,25 т-ой выборки производ т формирование дополнительных вспомогательных колебаний путем считывани выборок с номерами 0,25 т, 0,25 m + ,...,,25 m и суммируют результаты измерени сдвига фаз вспо могательных колебаний и дополнительных , вспомогательных колебаний. Источники информгщии, прин тые во внимание при экспертизе 1.Бова М.Г.,Гойтевський В.О.,Маевський С.М.,Молебний С.м. Вим1рюванн р1зниц1 фаз у радюелектронш Ки1В, Нища школа, 1972. The invention relates to phase metering and can be used in measuring the phase shift of single short radio pulses, as well as continuous signals with a short time to access them. The known method of measuring the phase shift of signals, which involves shifting the Laz shift to a fixed frequency of auxiliary oscillations using a frequency converter Cl. The disadvantage of this method is the rather long access time to the input signals, which cannot be less than the measurement time of the phase shifts of the auxiliary oscillations. There is also a known method for measuring phase shift in which the signals under study are gated, and as a result, m instantaneous values (samples) of each signal are evenly distributed within one period T, and these samples are stored. At the end of the last t-sample, the cyclic synchronous reading of the signal samples is performed, resulting in auxiliary oscillations of a fixed frequency, the phase shift of which is measured by 2J. A disadvantage of the known method is the significant error in measuring the phase shift of low-frequency signals due to a decrease in the values of the signal samples by the time of reading due to the discharge of the memory capacitors. The purpose of the invention is to improve accuracy. This goal is achieved by the fact that in the method of measuring phase shifts of radio signals by memorizing samples of compared signals uniformly distributed within one cyclic reading period of the 1st, 2nd, ..., tth samples, forming auxiliary oscillations, the number of samples increases by 0.25 m with a proportional increase in the time of circulation, after memorizing 1.25 tons of the second sample, additional oscillations are generated by reading samples with numbers O, 25 t, O, 25 m + 1 /, 1.25 m and summarizes the results phase shift measurement omogatelnyh oscillations and extra vspolyugatelnyh oscillations. Fig. 1 shows a temporal diagram for measuring a method; figure 2 is a device that implements the method. vcxpoftcTBO contains the first and second identical channels 1 and 2, to the outputs of which a phase measuring unit 3 is connected, measuring instantaneous values of the phase shift, as well as an open register 4 connected to a controlled generator of the sliding shift register 6 connected to the input generator 7 fixed frequency. Each of the channels contains 1.25 units of 8 (t is an integer multiple of 4) and a filter of 9 low frequencies. Each link is formed by a storage element 10, the input and the output of which through the first and second keys 11 and 12 are connected to the channel input and the low-pass filter input, respectively. The control inputs of the keys 11 and 12 of each link are connected to the corresponding outputs of register 4 or b. The operation of the phase meter is carried out under the action of the control signals of the control unit 13. . The essence of the method is considered on the example of one of the studied signals, the opornog (see Fig. 1), the initial phase of which is zero. At times .t ft ,. . , perform sampling (gating) of the signal at 1.25 m points, i.e. its representation is in the form of 1.25 m samples corresponding to the indicated time points. Samples U (t) ... (t2.), Ug (tg),. , U.g (t p) is stored in the memory elements. In the reduction, the signal takes place .3 flow for two cycles, immediately following the moments tg and respectively. In the first cycle, the signal is recovered by counting the samples with numbers 1,2 and 8, As a result of the discharge of capacitors memory values; Readable Ebork IJ (tg). J-2 (tQ), and (t except at EOS at the moment of reading tf is less than the corresponding initial values U., (t), U, (, g, U. {t ...) .. When the signal is restored by The predictions of samples arise by resolution, which is denoted by e Restored: -; the signal in the second cycle is performed by counting samples with numbers 3,4, .. „, 10. In this case, the initial phase of the signal is determined by the moment t and oavna ia% -, .ts-t-,) b ° V -1-tr (after substitutions; sygy 2J7-j-,, to -i and t, --1, Errors A and d (corresponding to phases H and Signal., are close in size and opposite in sign, that is. "The sampling and restoration of the measured signal under investigation is carried out synchronously and in a similar way. For example, if the phase shift of the measured signal relative to the reference signal is equal to H, then the phase values of the ignal at times t and t are respectively + and Values 4 and V, . correspond to the errors of their transmission, which are designated 4 / And for errors of d. a. and the same as for the reference signal, the approximate equality is valid, i.e. L ,, cjj-dji. After the restoration of both of the studied signals in each cycle, measure their phase shift. The results of measuring the phase shifts in the first and the talon clock cycles are respectively% (l (bl2) or taking into account the signs d, d,;, V, (fM2ib. V (-) ti) According to the method, the desired value of the phase shift of signals is obtained by averaging the results intermediate measurements, i.e., F - - / p (ai-uii) - () 2 Z The worst-case measurement calculations carried out in accordance with the foregoing (f / C 3, t 10) confirmed the effectiveness of the method: compared to the known method allows at least 10 times more accurate measurement of the phase shift. The measurement errors of the phase shift of the signals, the period of which is commensurate with the constant memorization of the element used, is possible by increasing the number of measurement cycles. For example, in the considered case with m .8, except for the two described cycles, another measurement cycle is possible The restoration of both signals in this clock cycle must be carried out by reading samples with the digits 2.3, ..., 9 at a time td. At the same time, the desired value of the phase shift of the signals under study is determined; as the arithmetic mean of the measurement results in 3 cycles. Thus, the method of measuring the phase shift makes it possible to increase the measurement accuracy significantly (by more than 10 times) with an increase in circulation time of 25%. The device works with .g.- "-. Blowing. Under the action of the first control signal arriving at register 4, short impulses appear at the outputs of the last successively over time interval At. Under the action of the pulses opening the key 11, in the memory elements 10 of each of the channels 1 and 2, the input signal samples are stored evenly distributed within a time interval of 1.25 T. The input signals are synchronized in two clocks. During the first clock cycle Links 8–8 are involved in the recovery, and during the second, links from 8. Each signal is recovered by reading (periodically connecting the output of each storage element 10 via key 12 to the input of filter 9) of samples. The reading is performed under the action of the output signals of the register 6. The operation of the register b is controlled in such a way that during the first clock cycle the signals are present on the first m (4) outputs, and during the second clock cycle - on the last m outputs. Registers 4 and 6 are controlled from control block 13. Registers 4 and B receive signals of a given frequency from generators 5 and 7. As a result of reading, the restored signals are formed at each output of channels I and 2, the phase shift of which is measured using unit 3. As a result of measuring phase shifts, the measurement error is significant will decrease. The method of measuring the phase shift of radio signals by storing samples of compared signals evenly distributed within one cyclic readout period of the 1st, 2nd, ..., t-ry samples, forming auxiliary oscillations that differ from accuracy, the number of samples is increased by 0.25 m with a proportional increase in the time of circulation, after memorizing 1.25 tons of the second sample, additional auxiliary oscillations are generated by reading samples with numbers 0.25 t, 0.25 m +, ... ,, 25 m and summarize the results of measuring the phase shift of auxiliary oscillations and additional, auxiliary oscillations. Sources of information taken into account in the examination of 1.Bova MG, Goytevsky V.O., Mayevsky SM, Molebniy S.m. Wim1ryuvann p1nitz1 phase in radius elektronsh Ki1V, Nishcha school, 1972.
2. Авторское свидетельство СССР 394730, кл. G 01 R 25/00, 1976.2. USSR author's certificate 394730, cl. G 01 R 25/00, 1976.