SU879500A1 - Анализатор плотности распределени случайной фазы сигнала - Google Patents

Description

(54) АНАЛИЗАТОР ПЛОТНОСТИ РАСПРЕДЕЛЕНИЯ СЛУЧАЙНОЙ ФАЗЫ СИГНАЛА

1

Изобретение относитс  к области измерительной техники и может быть использовано при разработке фазометров , измер ющих мгновенные значени  фазовых сдвигов -и статические характеристики флуктуации фазы сигнала .

Известно устройство дл  измерени  плотности веро тности случайной фазы квазигармонического сигнала, содержащее преобразователь частоты в напр жение, систему фазовой автоподстройки частоты, формирователи коротких импульсов, регистр сдвига и устройство регистрации. Данное устройство построено таким образом, что может измер ть плотность распрег делени  только в диапазоне от О до 360°.

Недостатком его  вл етс  недостаточна  точность измерений.

Наиболее близким по технической сущности  вл етс  анализатор плотности распределени  случайной фазы

сигнала, содержащий последовательно соединенные формирователь и электронный ключ, счетчик импульсов, счетчик периодов, включённый между входом формировател  и вторым входом электронного ключа, индикаторы числа импульсов, входы.которых соединены с выходами элементов совпадени , дискриминатор опережени  и трехвходовые элементы И, первые входы ; которых присоединены к выходу управлени , своим входом соединенного с входом формировател . Выход каждого трехвходового элемента И соединен с общим входом разбитых на пары элементов совпадени , причем свободные входы всех четных элементов совпадени  подсоединены к первому входу, а свободные входы всех нечетных - к второму выходу дискриминатора опережени , выходы которого соединены с входами формировател .

Claims (3)

1. Известный анализатор обеспечивает измерение -ординат кривой плот3 ности распределени  случайной фазы сигнала только при какой-то одной по сто нной (заранее аппаратурно обусловленной ) ширине интервалов, соответствующих абсциссам кривой плотности распределени , и не имеет возможности измен ть диапазон измерени  случайной фазы сигнала и величину интервала дискретизации. Простое уменьшение ширины интервала с сохранением пределов измерени  приводит к увеличеншо объема аппаратуры. Целью изобретени   вл етс  автоматизаци  процесса измерени  и расши рение функциональных возможностей за счет обеспечени  возможности изменени  диапазона измерени  функции распределени  случайной фазы при со ранении количества интервалов дискретизации . Указанна  цель достигаетс  благо дар  тому, что в анализатор плотности распределени  случайной фазы сигнала, содержащий последовательно соединенные формирователь и элек тронный ключ, счетчик импульсов, счетчик периодов, включенный между входом формировател  и вторым входо электронного ключа, эталонный генератор , выход которого подсоединен к третьему входу электронного ключа, индикаторы числа импульсов, входы которых соединены с выходами элемен тов совпадени , дискриминатор опережени  и трехвходовые элементы И, первые входы которых присоединены к выходу блока управлени , своим вх дом соединенного с выходом формиров тел , выход каждого трехвходового элемента И соединен с общим входом разбитых на пары элементов совпадени , причем свободные входы всех четных элементов совпадени  подсоединены к первому выходу, а свободны входы всех нечетных - ко второму выходу дискриминатора опережени , входы которого соединены с входами формировател , введен делитель част ты с переменным коэффициентом делени , вход которого соединен с входо электронного ключа, а выход - с входом счетчика импульсов, выполненного в виде регистра сдвига, у которо го пр мой выход каждого разр да сое динен со вторым входом своего трех входового элемента И, а инверсный выход каждого последующего разр да динен с третьим входом предыдущего элемента И. Введение в устройство нового элемента - делител  частоты с переменным коэффициентом делени , позвол ет измен ть пределы измерени  случайной фазы при сохранении количества интервалов дискретизации. Кроме того, в анализатор введен дешифратор состо ни  индикаторов числа импульсов, входы которого поразр дно соединены с выходами индикаторов числа импульсов, а выход - с управл ющим входом делител  частоты с переменным коэффициентом делени . На чертеже представлена структурна  схема анализатора плотности распределени  случайной фазы сигнала. Он содержит формирователь I, электронный ключ 2, счетчик 3 импульсов счетчик.4 периодов, эталонный генератор 5, индикаторы 6-1-6-п числа импульсов, элементы 7-1-7-п совпадени , дискриминатор 8 опережени , трехвходовые элементы И 9 1-9-п, блок 10 управлени , делитель 11 частоты с переменным коэффициентом делени , , дешифратор 12 состо ни  индикаторов числа импульсов. Формирователь 1 представл ет собой устройство, которое формирует интервал времени, пропорциональный мгновенному сдвигу фаз от О до между исследуемым и опорным колебани ми . Интервалы между соседними разр дами счетчика 3 импульсов I, выполненного в виде регистра сдвига, соответствуют абсциссам кривой плотности распределени . Дискриминатор 8 опережени  фиксирует знак мгновенного сдвига фаз, Если исследуемый сигнал опережает опорный, то дискриминатор вьщает логическую единицу (лог 1) по первому выходу. Это соответствует положительному сдвигу фаз, В противном случае лог 1 присутствует на втором выходе дискриминатора 8 опережени  и соответствует отрицательному сдвигу фаз. На выходе дешифратора 12 вырабатываетс  код, с помощью которого в зависимости от состо ни  индикаторов 6-1-6-h устанавливаетс  необходимый коэффициент делени  у делител  11 частоты. Сначала рассматриваем работу анализатора в случае, когда коэффициент делени  (1() делител  11 частоты задан равным единице и его присутствие 5 не оказывает вли 1ш  на функционирование описываемого устройства. Ус ловимс  при этом, что число разр до счетчика 3 импульсов .) 18, а ширина интервалов, соответствующих аб сциссам кривой плотности распределе ни  1 . Пределы измерени  случай ной разности фаз у анализатора в эт случае будут самыми маленькими от (о до 18) ,а интервалы Чц самыми узкими. Общее число абсцисс равно 3 После включени  анализатора его схема устанавливаетс  в исходное со то ние, при котором электронный ключ 2 закрыт логическим путем (лог OV С выхода формировател  1 в счетчик импульсов, счетчик 4 периодов, в индикаторы 6-1-6-П числа импульсов и в делитель 11 частоты с переменным коэффициентом делени  записываетс  числоJравное нулю. При этом на выходе счетчика 4 периодов по вл етс  лог 1, котора  подготавливает к открытию электронный ключ
2. 2. Элемен .ты 7-1 - 7-tt и 9 закрыты. При поступлении опорного Ji и исследуемого 0- сигналов на входы анализатора его принцип действи  сводит с  к следующему. На первом выходе дискриминатора 8 опережени  возникает лог 1, если исследуемый сигнал опережает опорный. Она подготавливает к открытию все четные элементы совпадени  7-1 - 1-. Формирователь 1 вырабатывает интервал времени, про порциональный мгневенному сдвигу фаз, достигающему, предположим 4°, Этот интервал открывает электронный ключ 2, через который импульсы эталонного генератора 5 поступают (через делитель 11 частоты с ) без изменени  частоты в счетчик
3. 3. По окончании импульсаJ пропорционального мгновенному сдвигу фаз, закрываетс  электронный ключ 2 и прекращаетс  работа счетчика 3 импульсов . Поскольку мгновенное значение сдвига фаз составл ет 4°, дог 1 оказываетс  на выходе четвертохо разр да счетчика 3, соответствующего в данном случае абсциссам кривой плотности распределени  в интервале от 4 до 5°. Эта.лог 1 подготавливает к открытию трехвходовой элемент И 9, отвечающий за интервал фазовых сдвигов от 4 до 5. После окончани  сигнала на выходе формировател  блок 10 управлени  формирует короткий импульс и через подго- 0 товленные к открытию трехвходовые элементы И 9-1 - 9-П и св занный с ним четный элемент 7 совпадени  посылает его в соответствующий ин дикатор 6, регистрирующий ординаты кривой плотности распределени  дл  положительных абсцисс в интервале от 4 до 5. Во всех последующих периодах входных колебаний работа анализатора при измерении ординат кривой плотности распределени  дл  любых значений положительных абсцисс аналогична вьшеописанной. Последовательность работы затора не измен етс , если мгновенный фазовый сдвиг отрицательный. При этом лог присутствует на втором выходе дискриминатора 8 опереже ни  и подготавливает к открытию все нечетные элементы 7-1 -7-псовпадени . Короткие импульсы блока 10 управлени , вырабатываемые после окончани  выходных сигналов формировател  Iчерез подготЬвленные к открытию трехвходовые элементы И 9-1 -9и нечетные элементы 7-1 - 7-ti попадают в индикаторы 6-1-6-г,, регистрирующие ординаты кривой плотности распределени  дл  отрицательных абсцисс и т.д. Таким образом, анализатор обеспечивает возможность измерени  ординат кривой плотности распре делени  как дл  положительных ,так и дл  отрицательных значений абсцисс в пределах от О до 18, Выбор емкости счетчика 4 периодов, определ ющего длительность измеритель-, ного цикла, в виде Ю (где п 1,2,3,,.} обеспечивает .авоматическое получение значений оценок веро тности , равных отношению числа зарегистрированных в индикаторах 6-1,6-п импульсов к емкости счетчика 4 периодов и соответствующих ордина-л нам кривой плотности распределени . При необходимости построени  кривой плотности распределени  случайной разности фаз сигнала, колеблющейс  в пределах от О до 180, мен ют коэффициент делени  у делител  I1частоты, значение которого задаетс  из услови  k - пред требуемый продел измере- . ни  слут1айной разности фа nfe - -младший предел измерени  случайной разности фаз. 7 В нашем примере . Ширина же интервалов, соответству к цих абсциссам кривой плотности распределени , определ етс  в соответствии с выражением 0,х.,. Кл. ц ИНТ- А ИИТ . ширина интервалов, соответствующих абсциссам кривой плотности распределени , при . В нашем примере эта ширина увеличиваетс  до Ю . Однако общее количество абсцисс в результате такой оп рации по-прежнему остаетс  равным 36j и разрешающа  способность статистического анализа на этом пределе измерени  будет такой же, как в пре дьщущем случае. Процесс выбора необходимого преде ла измерени  можно автоматизировать, если коэффициент делени  делител  11 частоты изм.ен ть с помощью управл ющего кода, выраьатываемого дешифратором 12 состо ни  индикаторов числа импульсов. Значение управл ющего кода зависит от состо ни  индикаторов 6 числа импульсов, зафиксированного в результате предварительного статистического анализа случайного периода, проведенного на самом старшем пределе измерени  при максималь- HQ; коэффициенте делени  делител  1Нчастоты. Если предел измерени  сразу выбран верно, изменени  коэффициента делени  делител  11 не происходит и повторный анализ не проводитс . Если же ни одно измер емоезначение случайного периода.в процессе предварительного анализа не достигает величины, соответствующей старшему пределу измерени , то в зависимости от состо ни  индикаторов 6 включаетс  соотвётствуннций предел измерени  и проводитс  повторный (окончательный) статистический анализ Использование предлагаемого технического решени  обеспечивает возможность исследовани  статистических характеристик в области как больших так и малых значений случайной фазы сигнала с высокой разрешаквцей способностью без увеличени  объема изме рительной аппаратуры. 8 Формула изобретени  1 . Анализатор плотности распределени  случайной фазы сигнала, содержащий последовательно соединенные формирователь и электронный ключ, счетчик импульсов, счетчик периодов, включенный между входом формировател  и вторым входом электронного ключа, эталонный генератор, выход которого подсоединен к третьему входу элек-тронного ключа, индикаторы числа импульсов , входы которых соединены с выходами элементов совпадени , дискриминатор опережени  и трехвходовые элементы И, первые входы которых присоединены к выходу блока управле-. ни , своим входом соединенного с выходом формировател , выход каждого трехвходового элемента И соединен с общим входом разбитых на пары элементов совпадени , причем свободные входы всех четных элементов совпаде-: ни  подсоединены к первому выходу, а свободные входы всех нечетных ко второму выходу дискриминатора опережени  , входы которого - соединены с входами формировател , отличающийс  тем, что, с целью автоматизации процесса измерени  и расширени  функциональных возможностей за счет обеспечени  возможности изменени  диапазона измерени  функции - распределени  случайной фазы сигнала при посто нном количестве интервалов дискретизации, в него введен делитель частоты с переменным коэффициентом делени , вход которого соединен с входом электронного ключа, а выход - с входом счетчика импульсов, выполненного в виде регистра сдвига, у которого пр мой вьгход каждого разр да соединен со вторым входом своего трехвходового элемента И, а инверсный выход каждого последующего разр да соединен с третьим входом предыдущего элемента И, а также введен дешифратор сое-, то ни  индикаторов числа импульсов, входы которого поразр дно соединены с выходами индикаторов числа импульсов , а выход - с управл ющим входом делител  частоты с переменным коэффициентом делени .