(54) УСТРОЙСТВО ДЛЯ ОПРЕДЕЛЕНИЯ
СРЕДНЕКВАДРАТИЧНОГО ОТКЛОНЕНИЯ
ФЛЮКТУАЦИИ ФАЗЫ Изобретение относитс к измерителькой технике и может быть использовано в фазовой радиотехнике. Известно устройство дл определени среднеквадратичного отклонени флюктуации фазы сигналов, содержащие последовательно соединенные входное устройство, центрирующий фильтр, двухполупериодный вьтр митель, преобразователь напр жениеинтервал времени, временный селектор, счетчик импульсов и подключенный ко второму входу селектора генератор счетных импульсов, а входное устройство представл ет собой преобразователь разность фаз-напр жение 1. Недостатком устройства вл етс необходимость дополнительного регулировани фазы опорного сигнала дл выведени преобразовани разность фаз-напр жение на линейный участок характеристики, в результате чего данное устройство не может быть использовано дл измерени среднеквадратичного отклонени (СКО) флюктуации фазы (ФФ) с нестационарным сред-j НИМ значением фазовых флюктуации, измен ющимс на величину, превышаюшую линейный участок характеристики преофазовани разность фаз-напр жение. Наиболее близким к предлагаемому по технической сущности вл етс устройство дл измерени СКО ФФ, содержащее последовательно соединенные усилительограничитель , формирователь импульсов номинальной длительности, схему антисовпадений , второй вход которой подключен к выходу усилител -ограничител , а выход подключен к управл ющему входу счетчика, к счетному входу которого подключен генератор квантующих импульсов. Недостатком данного устройства вл етс увеличение методической погрешности измерений при измерении среднего значени фазы в течение времени измерений в существенных пределах. За оценку СКО ФФ в данном устройстве принимаетс величтш, равна V--) I1 fМ , - Tii - Pj -hib 390 где - приграшение разности фаз за ин тервал времени, равный период между отсчетами:, - разность фаз между исследуе- iCibiM и опорным сигналами в i -ый отсчет; j количество отсчетов. Флюктуации фазы с нестационарным средним можно представить в виде сумм быстромен ющейс функции X (- ) и мед лею1о измен ющейс функции V( Ь ), ха-. рактеризующей изменение среднего значени ФФ, Видно, что изменение среднего значени ФФ AV(t)--nti)nti4,), (2) за интервал времени между отсчетами б дег вызывать смещение оценки СКО ФФ, определ емой по формуле (t), что при значительном изменении среднего значени существенно искажает результат измерений . Покажем это. Дл эргодических процессов справедливо (i K ni И-JJ| x(t1) -ю AV(-t),)(dv, гдeадfд.X,ДVJ-шloтнocть распределени веро тностей случайных величин ) и Д.у(), а черта означает усреднение в времени. Числова характеристика А сложным образом зависит от поведени AV (fc) изменени среднего значени случайного процесса в течение времениизмерени . Можно показать, что при 6.V(t)AV СОП5Ьвьгражение (З) несложно привести к: виду , (4) где А о - средневьшр мленное значение ЛХ( ) при стационарном сред нем значении случайной функций , т.е. Д) (Ь)0 и равно AQ--2j(-t)u;tu.X(ti). (5) ДА--2Т ДХ (t)-t-Av U; AX(. (6 Из формулы (6) следует, что , причем ЛАгО при , и величина Д А тем больше, чем больше &V - изменен среднего значени случайного процесса за интервал времени между выборками. Цель изобретени - повышение точности определени опенки СКО ФФ. 4 Поставленна цель достигаетс тем, что в известное устройство дл опре- целени среднеквадратичного отклонени флюктуации фазы, содержащее последовательно соединенные усилитель-ограничитель , формирователь импульсов, элемент антисовпадений, второй вход которого подключен к выходу усилител -ограничител , а также генератор квантующих импульсов, подключенный к счетному входу первого счетчика, введены второй элемент антисовпадений, два PS-триггера , два элемента ИЛИ, формирователь импульсов считывани и два счетчика, причем к выходу первого элемента ангисовпадений подключены последовательно соединенные второй элемент антисовпадений , 5-вход первого Rs-триггера, первый элемент ИЛИ, управл ющий вход второго счетчика,R-вход первого RS-триггера , первый элемент ИЛИ, управл ющий вход второго счетчика, R-вход первого RS-триггера, второй элемент ИЛИ, управл ющий вход третьего счетчика, R- вход второго R5 -триггера, вторые входы второго элемента ИЛИ и второго элемента антисовпадений, выход последнего подключен к управл ющему входу первого счетчика, счетный вход которого соединен со счетными входами второго и третьего счетчиков, а -вход второго RS-триггера подключен к выходу формировател импульсов считывани , входы которого соединены с соответствующими входами первого элемента антисовпадений. На чертеже приведена схема устройства дл определени оценки среднеквадратичного отклонени флюктуации фазы. Устройство содержит усилитель-ограничитель I, формирователь 2 импульсов номинальной длительности элементы анти- совпадений 3 и 4, Rg -триггеры 5 и 6, счетчшси 7-9, элементы ИЛИ 10 и 11, генератор 12 квантующих импульсов, формирователь 13 импульсов считывани , Гфичем последовательно соединены усидитель-ограничитель 1, формирователь 2 импульсов номинальной длительности, первый элемент антисовпадений 3, второй вход которого подключен к выходу усилител -ограничител I, второй элемент ангисовпадений 4, с, -вход 14 первого триггера 5, первый элемент ИЛИ 10, управл ющий вход 20 второго счегчика 8, R-вход 15 первого триггера 5, -второй элемент ИЛИ II, управл ющий вход 22, третьего счетчика 9, R-вход 17 второго триггера 6. вторые входы второго элемента ИЛИ 11 и второго элемента анти- совпадений 4, выход последнего подключе к управл ющему входу 18 первого счетчи ка 7, счетный вход 19 которого соединен со счетным входом 21 и счетным входом 23 второго и третьего счетчиков 8 и 9 входом генератора квантующих импульсов 12, а 5-вход 16 второго триггера 6 подключен к выходу формировател 13 импульсов считывани Устройство работает следующим образом . На вход усилител .Ограничител I поступает сигнал, СКО ФФ которого требуетс определить. С выхода усилител ограничител I сигнал типа меандр,флюк туапии фронтов которого несут информацию о флюктуаци х фазы входного сигнала , поступает на первый вход элемента антисовпадений 3, на второй вход которо го поступают импульсы с выхода формировател 2 импульсов номинальной дли- тельноети, запускаемого сигналом с выхода усилител -ограготчител I. Длительность импульсов на выходе формировател 2 импулЕзсов равна половине периода номинальной частоты исследуемого сигнала, а положительный фронт совпадает по времени с положительным фронтом сигнала на выходе усилител -ограничител I,поэтому на выходе элемента антисовпадений 3 формируютс импульсы, длительность которых пропорциональна величине фазовых флюкту: а1шй ,.. В исходном состо нии (начало изме- рений) потенциал на выходе триггера 6 равен нулю, поэтому сигнал с выхода элемента антисовпадений 3 через элемент антисовпадений 4 поступает на управл юший вход 18 первого счетчика 7, а чере элемент ИЛИ 10 на управл ющий вход 2О второго счетчика 8. При этом в счет чиках 7 и 8 записано количество импульсов , равное - -(7, И,--ЛТ. атг- ) где ЛТ, - длительность импульса на выходе элемента антисовпадений 3 Т.л - номинальна длительность пеп риода исследуемого сигнала; f - частота следовани квантующих импульсов. Импульс с выхода элемента антисов- падений поступает на 5-вход 14 триггера 5 и приводит последний отрицате- льным фронтом в единичное состо ние. Разрешающий потенциал через элементы ИЛИ Ю и II поступает на управл ющие входы 2О и 22 счетчиков 8 и 9. При заполнении счетчика 8 импульс с его выхода поступит на R-вход 15 триггера 5 и переведет его -в нулевое состо ние. Емкости счетчиков 8 и 9 одинаковы и равны N , поэтому в счетчике 9 до его заполнени не хватает ц импульсов, в результате чего осуществл етс запоминание предыдущего отсчета приращени фазы . При по влении следующего импульса с выхода элемента антисовпадений 3 начинаетс очередной цшсл работы счетчиков 8 и 9, причем запись в счетчик 8 осуществл етс за врем действи импульса с выхода элемента антисовпадений 3. Однако, изменилс или нет знак приращени фазы по сравнению с предыдущим отсчетом, возможны некоторые различи в работе устройства. ЕСЛИ знак приращени фазы не изменитс , то импульс с выхода формировател 13 импульса считывани поступает на S-вход 16 триггера 6 одновременно с положительным фронтом импульса, формируемого элементом антисовпадений 3, и установит триггер 6 в единичное состо ние . Разрешающий потенциал с выхода триггера 6 через элемент ИЛИ 11 поступает на управл ющий вход 22 счетчика 9 до момента заполнени этого счетчика, т.е. до момента по влени на его выходе импульса, поступающего на R-вход 17 триггера 6 и перевод щего последний в нулевое состо ние. При этом длительность импульсов, формируемых триггером 6, равна длительности предыдущего импульса с выхода элемента антисовпадений 3. На выходе элемента антисовпадений 4 формируетс импульс, длительность которого равна разности длительностей , поступающих на его входы импульсов, а oTpiraaтельный фронт соответствует моменту окоичани более продолжительного импульса. К этому моменту закончитс запись в счетчик 8 количества импульсов пропорциональных длительности последующего временного интервала с выхода элемента антисовпадений 3 и в счетчик 7 разностного временного интервала с вьосода элемента антисовпадений 4. Если знак приращени фазы изменитс на противоположный, то икгаульс на выходе формировател 13 импульсов считывани формируетс в момент окончани импульса,- поступающего с выхода элемента антисовпадений 3.Следовательно, импульс , формируемый триггером б, посту