Способ измерения фазы сигналов

(57) И оизм ыть овых яющи ГОСУДАРСТВЕННЫИ КОМИТЕТ ССС ПО ДЕЛАМ ИЗОБРЕТЕНИЙ И ОТКРЫ 4082977/24-210505.8615,01.88. Бюл. У 2Главная геофизическая обсерваим, А.Е. ВоейковаВ.С. Снегуров621.317.77(088.8)вторское свидетельство СССР 268, кл, С 01 К 25/00, 1976. торское свидетельство СССР 145, кл. С О 1 К 25/00, 1973. СПОСОБ ИЗМЕРЕНИЯ ФАЗЫ СИГНАЛОВ зобретение относится к электерительной технике и может использовано для измерения фасдвигов гармонических составх широкополосных сигналов, в частности для исследования фазовыхспектров электромагнитного излученикак искусственного, так и естественного происхождения в диапазоне низних частот. Целью изобретения является повышение быстродействия приизмерениях фазы гармонических состаляющих широкополосных сигналов. Эффективность предложенного способазаключается в возможности одновременного измерения сдвига фазы по пгармоническим составляющим широкополосного сигнала при времени измерния изаписи информации о фазовыххарактеристиках гармонических составляющих в сверхдлинноволновом диапазоне за короткое время. 1 ил.Изобретение относится к электроизмерительной технике и может бытьиспользовано для измерения фазовыхсдвигов гармонических составляющихширокополосных сигналов, в частностидля исследования фазовых спектровэлектромагнитного излучения как искусственного, так и естественногопроисхождения в диапазоне низкихчастот,Цель изобретения - повышение быстродействия при измерениях фазы гармонических широкополосных сигналов,На чертеже представлена структурная схема устройства, поясняющая сущ -ность предлагаемого способа.Устройство содержит И блоков измерителей фазы, включающих полосовойфильтр 1-1, формирователь 1-2 нулевыхпереходов, триггер 1-3, элемент И 1-4,делитель 1-5 частоты, счетчик 1-6импульсов, первый 7 высокостабильныйи второй 9 формирователь прямоугольных импульсов, генератор 8, индикатор 10, причем входы полосовых фильтров 1-1, Ии Формирователей 7, 9соединены с источником широкополосныхимпульсных сигналов, выходы полосовыхфильтров соединены с входами формирователей 1-1, Инуль-переходов,выходы которых соедицецы с первымивходами триггеров 1-3, 11-3, вторые1входы которых соединены с выходомпервого формирователя 7, а выходыс первыми входами элементов И 1-4,11-4, вторые входы которых соединеныс выходом генератором 8, а выходы через делители 1-5, Ичастоты - сосчетчиками 1-6, Иимпульсов, выходы которых соединены с входами индикатора 10, выход генератора 8 соединен с вторыми входами первого 7 ивторого 9 формирователей импульсов,а выход второго формирователя соединен с синхронизирующим входом индикатора 10.Устройство работает следующим образом.Ыирокополосный сигнал подается навходы полосовых фильтров 1-1, 11-1 ина оба формирователя,7,9 прямоугольных импульсов. Поскольку принцип действия блоков измерителей фазы одинаков, рассмотрим работу первого блока 1, Отклик полосового фильтра 1-1подается на формирователь 1-2 нулевыхпереходов, на выходе которого формируются короткие импульсы, соответствующие моментам перехода сигналачерез нуль. Передним фронтом широкополосного сигнала запускается формирователь 7 высокостабильного прямоугольного импульса, длительностькоторого выбирается равной 5 - 8 периодам низшей рабочей частоты и определяется добротностью полосовыхфильтров из расчета, что измерениефазы целесообразно проводить в средней части отклика, где наблюдаютсяминимальные фазовые искажения, Задним фронтом прямоугольного импульсас выхода первого формирователя триггер 1-3 опрокидывается, на его выходе формируется уровень логическойединицы. Ближайшим импульсом нулевого перехода формирователя 1-2 триггер 1-3 устанавливается в исходноесостояние. Таким образом, на выходетриггера формируется прямоугольныйимпульс длительностью, равной Фазес гармонической составляющей на дан ной частоте. Этот импульс заполняется квацтующими импульсами с выходагенератора 8. Далее через делитель1-5 квантующие импульсы поступаютна счетчик 1-6. В зависимости отрабочей частоты коэффициент деленияв делителе 1-5 подбирается таким образом, чтобы ца выходе число импульсов соответствовало углу фазы (наодин градус - один импульс). Подсчитанное счетчиком 1-6 число импульсов записывается на индикаторе илиЦПУ, работой которого управляет сигнал с выхода второго Формирователя 9прямоугольных импульсов. Длительность 40импульса управляющего работой индикатора 10 или ЦПУ, определяетсяспособом индикации - визуально илизаписью на ленту ЦПУ, При автоматической регистрации фа. овых характеристик составляющих широкополосногосигнала время обработки и записи информации определяется низшей из рабочих частот. Так, на частоте 1 кГцпри добротности полосовых фильтров20 время обработки информации составляет около 10 мс, а время записина ЦПУ/3 - порядка 30 мс.Эффективность предлагаемого способа в сравнении с прототипом заключается в возможности одновременногоизмерения фазы по п гармоническимсоставляющим широкополосного сигналапри времени измерения и записи информации а фазовых характеристиках гар13669 Составитель В. ШубинТехред Л. Олийнык Корректор С.Черни Редактор А, Маковск Тираж Государстлам изобр осква, Жаказ 6835 Подпиета СССРытийнаб д, 4/5 НИИП по 035, енного ком тений и от 5, Раушска ул. Проектная, 4 роизводственно-полиграфическое предприятие, г, Уж монических составляющих в сверхдлинноволновом диапазоне за короткоевремя. Формула изобретения5 Способ измерения фазы сигналов, заключающийся в том, что фиксируют моменты нулевых переходов исследуемых переменных напряжений, формируют прямоугольные импульсы длительностью, равной фазе исследуемых напряжений, кодируют значения фазы заполнением квантующими импульсами и измеряют 15 фазу гармонической составляющей 68сигнала, о т л и ч а ю щ и й с ятем, что, с целью повышения быстродействия измерения, из широкополосного сигнала выделяют гармоническиесоставляюшие, фиксируют начало широкополосного сигнала и формируют первый высокостабильный пряммоугольныйимпульс, связанный с началом широкополосного сигнала, измеряют фазы между задним фронтом первого высокостабильного прямоугольного импульса иближайшими нулевыми переходами гармонических составляющих сигнала, а почислу квантующих импульсов измеряютфазовые сдвиги гармоник.