Способ измерения разности фаз

(8) 12Изобретение относится к радиоизмерительной технике и может быть использовано для измерения мгновенной разности фаз сигналов при малом времени обращения к сигналам и большом динамическом диапазоне.Цель изобретения - повышение точности измерения мгновенной разности Фаз радиоимпульсных сигналов в условиях большого динамического диапазона их изменения - достигается тем, что согласно способу, основанному на квадратурной обработке сигналов, введены операции, заключающиеся в суммировании модулей постоянных составляющих перемноженных сигналов, деления модуля одной из постоянных составляющих, .которая выбирается на основании анализа полярностей выделенных постоянных составляющих, на полученную сумму, причем результат деления берется с весом П/2.На чертеже представлена структурная схема одного из вариантов устройства для реализации предлагаемого способа.Устройство содержит два усилителя- ограничителя 1 и 2, элемент 3 задержки, два перемножителя 4 и 5, два интегратора 6 и 7, два Формирователя 8 и 9, сумматор 10, коммутатор 11 и весовой делитель 12. При этом первыМ вход устройства через последовательно включенные первые усилитель-ограничитель 1, перемножитель 4, интегратор 6 и формирователь 8 подключен к первым входам сумматора 10 и коммутатора 11Второй вход устройства через последовательно включенные усилитель- ограничитель 2, элемент 3 задержки, перемножитель 5, интегратор 7, формирователь 9 соединен с вторыми входами сумматора 10 и коммутатора 11. Выходы сумматора 10 и коммутатора 11 соединены соответо,твенно с входами весового делителя 12, а выход первого усилителя-ограничителя 1 соединен с вторым входом второго перемножителя 5, выход второго усилителя-ограничителя 2 соединен с вторым входом первого перемножителя 4. 73833 2 первые входы перемножителей 4 и 5. Сигналы на этих входах имеют вид е=е=О з 1 рп з 1 п(Ы - ч ). (1) )и х 5 х5 Аналогично на вторые входы этих перемножителей подается опорный сигнал,прошедший усилитель-ограничитель 2,причем в втором канале опорный сиг 1 О нал элементом 3 задерживается начетверть периода. Опорные сигналына вторых входах перемножителей 4 и5 имеют внд е =П зз.яп зхп(оЭ -Щд). (3) В уравнениях (1)-(3) черточка над 20 П означает, что уровень сигнала,обозначенного этой буквой, ограниченПосле перемножения сигналов (1) и(2) в перемножителях 4 и фильтрациипостоянных составляющих перемножен ного сигнала интегратором 6 на выходе последнего получаем напряжениеЦ, , имеющее линейно-ломаную зависимость от Фазового сдвига(О О, (1 Т/2 - Ч ) Л/2; ОС р 11;ЦхЯ 31/2) ф/2 11-1Аналогично после перемножения сигна-лов (1) и (3) в перемножителе 5 ифильтрации в интеграторе 7 на выходепоследнего получаем напряжение Птакже имеющее линейно-ломаную 1 зависимость от цц 1/П/2; 0 с 9 с 11/2;"а П."о ( и ч ) Я/2; /2 с фс ЗП/2; (5), 46 -Бх По (2 П - Ч ) /П/2; 35/29(25.Определяя с учетом выражений (4) и (5) разность фаз в различных квадрантах получаем в первом квадранте.Способ осуществляется следующим образом.Входной измерительный сигнал е(с) =Б зп(и)С - Ч ) подается на входхусилителя ограничителя 1. После усилителя-ограничителя сигнал разветвляется на два канала и подается наСпособ измерения разности фаз, эаключавнщийся в ограничении измеряемого и опорного сигналов, разветвлении этих сигналов по двум каналам, причем опорный сигнал в первом канале задерживается относительно опорного сигнала во втором канале на четверть"периода, перемножении этих сигналом в каждом канале, выделении модулей напряжений постоянных составляющих перемноженных сигналов на выходах каждого из каналов, о т л ич а ю щ и й с я тем, что, с целью повышения точности измерения мгновенной разности фах радиоимпульсных сигналов в условиях большого динамического диапазона их изменения, производят суммирование модулей этих напряжений, деление модуля напряжения на выходе одного из каналов на полученную сумму и результат деления берут с весом 7/2, причем при делении выбирают модуль напряжения второго канала, если полярности напряжений на выходах первого и второго каналов различны, и модуль напряжения первого канала, если полярности напряжений на выходах каналов одинаковы. Составитель В. ШубинТехред М.ХодаиичКорректор С. Шекмар Редактор Н, Швыдкая Заказ 6471/42 Тираж 728 Подписное ВНИИПИ Государственного комитета СССР по делам изобретений и открытий 113035, Москва, Ж, Раушская наб, д. 4/5Производственно-полиграфическое предприятие, г, Ужгород, ул. Проектная, 4 з 12738Из выражений (7)-(10) следует, что для определения фазового сдвига в пределах одного квадранта необходимо взять отяошение модуля напряжения Щ или 10на выходе одного из каналов к сумме модулей этих напряжений. Выбор напряжения П,1 или 10 при делении определяется соотношением полярностей этих напряжений: если полярности одинаковы (первый и тре тий квадранты), то берется напряжение Ь, если же различны (второй и четвертый квадранты), то берется напряжение Б, . В устройстве зто осуществляется с помощью формирова телей 8 и 9, сумматора 10, коммутатора 11 и весового делителя 12.Для однозначного определения фазового сдвига в интервале 0-2 В к результату деления необходимо приба- Ю вить одну из констант: О, Ф/2, ЗП/2. Выбор константы также определяется следующим соотношением полярностей напряжения У и Б1-й квадрант О, С, 00-константа О;2-й квадрант ц, ( О, Б,0 - константа П /2;3-й квадрант Ц, с О, Б0 - константа П 304-й квадрант ПО, 0 0 - константа Э 1/2.Таким образом, использование предлагаемого способа обеспечивает повышение точности измерения разности фаз 33 4сигналов при малом времени обращения к этим сигналам и широком динамическом диапазоне их изменения. Формула изобретения