Способ измерения угла сдвига фаз между двумя гармоническими сигналами

(71) Ленинградский электротехниинститут связи им.проф, М,А.Боевича(54) (57) СПОСОБ ИЗМЕРЕНИЯ УГЛА СДВИГА ФАЗ МЕЖДУ ДВУМЯ ГАРМОНИЧЕСКИМИСИГНАЛАМИ, заключающийся в выделениимоментов перехода сигналами выбранного фиксированого уровня напряжения, выделении моментов перехода гармоническими сигналами максимальногозначения, преобразовании по моментам перехода через данное значение сигналов угла сдвига фаз в интервалвремени, заполненииинтервала времени счетными импульсами и вычислениизначения угла сдвига Фаэ, о т л и -ч а ю щ и й с я тем, что, с цельюповьппения точности измерения, передвыделением момента перехода каждымиз двух сигналов его максимальногозначениявыделяют первый и последнийэа период огибающей моменты переходакаждым сигналом фиксированного уровня напряженпя Оо, выбранного впределах (1-го).0,( О ( 20, , где а -коэффициент модуляции, 0, - амплитуда сигнала, затем Формируют интервалвремени между указанными первым ипоследним эа период огибающей моментами перехода каждым гармоническимсигналом Фиксированного уровня напряжения (ы р1 11777Изобретение относится к фазоизмерительной технике и может быть использовано для измерения угла сдвигафаз между двумя гармоническими сигналами в диапазоне низких частот.Цель изобретения - повышение точности измерения угла сдвига Фаз засчет выделения момента перехода каждым из двух сигналов через максимумамплитуды и вьделения моментов пере.ходов амплитудно-модулированных (АИ)сигналов фиксированных уровней напряжения, после чего формируются сигналы, между которыми производится оценка сдвига Фаз, 5Предлагаемый способ позволяет измерить угол сдвига фаз амплитудно-модулированных сигналов без демодуляции,На Фиг. 1 представлено устройство 20для осуществления предлагаемого способа, на фиг.2 - временные диаграммы,поясняющие работу отдельных блоковустройства.Устройство состоит из линейныхусилителей 1 и 2, ограничителей 3 и4 уровня сигнала, триггеров 5 и 6Шмидта, цифровых фильтров 7 и 8,блоков 9 и 10 выделения максимума, генераторов 11 и 12 ударного возбуждения, электронного ключа 13, эталонного генератора 14 и регистратора 15.Первый вход устройства через по-следовательно соединенные линейныйусилитель 1, ограничитель 3 уровня З 5сигнала, триггер 5 Шмидта, цифровойфильтр 7 и блок 9 вьделения максимума подключен к первому входу электронного ключа 13. Второй вход устройства через последовательно соеди- фненные линейныи усилитель 2, ограничитель 4 уровня сигнала, триггер 6Шмидта, цифровой фильтр 8 и блок 10выделения максимума подключен к второму входу электронного ключа 13,третий вход ключа 13 подключен кэталонному генератору 14, а выходэлектронного ключа 13 - к входу регистратора 15, При этом входы генератора 11 ударного возбуждения подключены к выходам цифрового фильтра7, а выходы генератора 11 ударноговозбуждения - к третьему входу блока 9 вьделения максимума, аналогичноподключен генератор 12 к фильтру 8 55и блоку 10.Способ осуществляется следующимобразом. 64 2Амплитудно-модулированные сигналы поступают ца входы линейньн усилителей 1 и 2 каждого канала, в которых происходит увеличение глубины модуляции, затем ограничивается по напряжению фиксаторами уровней, выполненными, например, в виде ограничителей уровня 3 и 4, причем уровень ограничения выбирается из условия (1-пВщ( Оо, ( 20, (е - коэффициент модуляции; О - амплитуда),. В результате ограничения образуется периодическая последовательность полуволн несущей частоты, амцлитуда которой меняется по закону огибающей АМ-сигнала, следующая с частотой модулирующего сигнала (фиг.2),С помощью Формирователей, например триггеров 5 и 6 БЬпщта, ограниченный сигнал преобразуется в последовательность пакетов прямоугольных импульсов, следующих с модулирующей частотой, которые поступают на входы цифровых фильтров 7 и 8,каждый из которых представляет собой двоичный счетчик с набором схем совпадений (объем счетчика выбирается из соотношения между несущей и модулирующей частотами). Цифровые фильтры 7 и 8 вьделяют первый и последний моменты перехода Ж-сигнала через фиксированный уровень напряжения, т.е. фронт первого и срез последнего импульсов каждого пакета, по которым Формируется временной интервал, середина которого соответствует моменту прохождения точки максимума огибающей АМ-сигнала. Блоки 9 и 10 вьделения максимума огибающей АИ-сигнала, стробируемые импульсами генераторов 11 и 12 ударного возбуждения, формируют короткие импульсы, моменты появления которых соответствуют максимуму оги,бающей АМ-сигнала в каждом канале. Эти импульсы образуют временной интервал, пропорциональный углу сдвига фаз между огибающими.Электронный ключ 13 кэталонныйгенератор 14 обеспечивают заполнение выделенного временного янпервала импульсами эталонной частоты. Регистратор 15 представляет собой, цифровое вычислительное устройство. Результат должен отображаться на:3(мфровом табло.Угол сдвига вычисляется как произведение числа импульсов Й, пропорционального уг 3 ту сдвига Фаз, на отз 11 ношение частоты входных сигналов и эталонной частоты кварцевого генеРатора , умноженное на множитель, кратный 36Ча" яО г Составитель В.ШубинРедактор О.Юрковецкая Техред И.Асталош Ко р М. Самборск ПодписноеССР Тираж 748Государственного комитетаелам изобретений и открытии1 осква, Ж, Раушская наб д.4/5 Филиал ППП "Патент", г.ужгород, ул.Проектная,аказ 5550/46 ВНИИПИ по 113035, 77764 фТаким образом, предложенный способобеспечивает непосредственное изме рение угла сдвига фаз между огибающи ми амплитудно-модулированных колебаний, что повышает точность измерения до десятых долей градуса,