Способ измерения фазы электрических сигналов

ОПИСАНИЕ 28ИЗОБРЕТЕНИЯ Сова Советских Социалистических РесптбликВТОРСКОМУ СВИДЕТЕЛЬСТ Зависимое от авт. свидетельстваЗаявлено 07 Л.1969 ( 1295840/18-10)с присоединением заявкиПриоритетОпубликовано 14 1 Х,1970. Бюллетень29Дата опубликования описания 2.Х 11.1970 и. 21 е, 36/О Комитет по деламобретений и открытийри Совете МинистровСССР ПК б 01 г 250 УЛК 621 317 373Авторизобретения Н. Окуне явитель ПОСОБ ИЗМЕРЕН ЗЫ ЭЛЕКТРИЧЕСКИХ СИГНАЛОВ 10 часто личи20 1- =Уо Уо Хо ДХ Изобретение относится к области фазоизмерительной техники, в частности, к способам измерения монотонно меняющейся фазы в диапазоне более 360 С с цифровым отсчетом.Известен способ измерения фазы электрических сигналов в даипазоне более 360 с цифровой индикацией, применяющейся в радионавигации при измерении пройденного пути подвижными средствами, а также при измерении перемещения рабочих органов механизмов.Сущность этого способа заключается в раздельном измерении фазы в диапазоне более 360 путем преобразования временного интервала, соответствующего измеряемой фазе, в числе импульсов и их подсчете, и измерения целого числа периодов фазы путем формирования и подсчета импульсов в моменты изменения фазы па 360,К недостаткам известного способа относятся: погрешность измерения вследствие неточного согласования отсчетов разных поддиапазонов в многосчетных устройствах и отсутствие дополнительной информации о характере изменения фазы (знаке самой фазы и знаке ее приращения).С целью устранения погрешности измерения фазы в диапазоне более 360, свойственной способу с точным и грубым отсчетом, а также с целью получения дополнительной информации о знаках фазы и ее изменении, предлагается способ, по которому измерение производят в два последовательных этапа. Сначала измеряют разности между периодами исследуемого и опорного сигналов периодически с частотой исследуемого сигнала и затем суммируют эти разности также периодически с частотой исследуемого сигнала.В процессе монотонного изменения фазыта исследуемого сигнала меняется на вену Л, где- фаза, 1 - время.Ц ) (1)Измеряя это отклонение или величину, ей пропорциональную, и интегрируя ее во времени, можно определить фазу.Измерение производится в два этапа.1. Измерение разности между периодами исследуемого и опорного сигналов.ЬТ=Т - Т,=Лд% УоВеличина Тфможет быть выражена целымчислом периодов колебаний частоты гг (и=(3) 11. Суммирование этих разностей периодовЬТ во времени с частотой суммирования, равной ,Л, т. е.Ф=КТ(,+-Л)Ж или с учеО том (3)15 Ф= -ггЛЖ, эта величина пропорциональна.оизмеряемой фазе, см. (1).Величина и определяет дискретность отсчета фазы, 201 - текущее время,Ф - результат измерения в числовом виде. На чертеже показана блок-схема устройства, реализующего предлагаемый способ. 25Датчик 1 фазы, связанный через схему 2 формирования и синхронизатор 3, подключен к устройству 4 сравнения периодов. К этому же устройству 4 подключен генератор Б высокой частоты, который, в свою очередь, связан З 0 с синхронизатором 3 и делителем б частоты, Схема 7 формирования связывает датчик 1 фазы и делитель б частоты.Устройство 4 сравнения соединено с накопителем 8 приращений с индикатором. 35Измеряемая величина Х (1) преобразуется датчиком 1 в исследуемый сигнал с фазой ср. В качестве датчика фазы может быть электронная схема или фазовращатель любого типа. Сам датчик фазы получает питание от 40 схемы 7 формирования, вырабатывающей опорный сигнал с частотой ,. Схема 2 формирует короткие импульсы, имеющие ту же фазу ср(1), что и исследуемый сигнал датчика, и ту же частоту 1 что и опорный сигнал. 45 Иначе можно сказать, что исследуемый сигнал имеет мгновенную частоту, равную Го+.Л 1 где отклонение частоты есть производная функции от измеряемой фазы ср (г). Импульсы схемы 2, поступающие на синхронизатор 3, 50 привязываются во времени к импульсам генератора б высокой частоты с частотой следования гг, таким образом, что никогда с ними не совпадают и что необходимо для исключения сбоев последующей схемы, Этот же генератор б участвует в формировании опорного сигнала, так как частота 1, опорного сигнала образуется путем деления частоты этого генератора в целое число раз, равное и.Первый этап операции измерения фазы производится устройством 4 сравнения периодов, представляющим собой счетчик импульсов с последовательным суммирующим (вычитаюшим) входом для импульсов генератора 5 с частотой следования п 1 и параллельным вычитающим (суммирующим) входом для импульсов синхронизатора 3. Эти импульсы синхронизатора с частотой следования 1 О-+-Л производят считывание результата сравнения и запись числа гг с одновременным сбросом на нуль. Результат считывания, равный ХТ в параллельном виде с учетом знака, вырабатываемого триггером знака счетчика, поступает в накопитель 8 приращений, где, по существу, осуществляется 11 этап - суммирование приращений ХТ, Накопитель 8 представляет собой реверсивным сумматор с параллельным входом, например, двоичподесятичного исполнения, Его состояние определяет величину и знак измеряемой фазы ==ср(1).Синхронизатор 3 является непременным блоком серийных вычислительных цифровых машин, а также программных устройств. Поэтому этот блок не требует дополнительных разьясиений по устройству,и работе, Делитель б час соты может быть выполнен по схеме; счетчпковый делитель частоты - фильтр низких частот - фазовращатель,Предмет изобретенияСпособ измерения фазы электрических сигналов в диапазоне более 360 с цифровой индикацией, основанный на преобразовании временного интервала, соответствующего измеряемой фазе, в число импульсов и их подсчете, и измерении целого числа периодов фазы путем формирования и подсчета импульсов в мохенты изменения фазы на 360, отличагоигийссг тем, что, с целью повышения точности и быстродействия, а также получения информации о знаке, приращения фазы, периодически с частотой исследуемого сигнала образуют разности между периодами исследуемого и опорного сигналов и суммируют эти разности также периодически с той же частотой.Составитель Кучеренко Редактор С. И. Хейфиц Техред Т. П. Курнлко Корректор Л. В, Бадыламаказ 3435/18 Тираж 480 Подписи о НИИПИ Комитета по делам изобретений и открытий при Совете Мипиетров ССС Москва, Ж, Раушская наб., д, 4/5 ипография, пр. Сапунов