Измеритель фазы гармонического сигнала

(и)428303 ОП ИСАНИЕИЗОБРЕТЕН ИЯК АВТОРСКОМУ СВИДЕТЕЛЬСТВУ Союз СоветскикСоциалистицескихРеслублик б 1) Зависимое от авт. свидетельства -(22) Заявлено 10.07.7 1800502;8 10 с присоединением заяв Государствеииый комчтет Совета Мииистров СССР оо делам изобретений(088,8) тетерь Мо 18 икован крытии Дата опубликования описания 13.03(72) Авторы изобретения Е. И, Плоткин, В, Д, Остудин и О. Э. Кангу Ленинградский электротехнический институт связ им, проф, М. А. Бонч-Бруевича71) Заявитель 4) ИЗМЕРИТЕЛЬ ФАЗЫ ГАРМОНИЧЕСКОГ СИГНАЛАИзобретение относится к области радиоизмерительной техники. Измеритель может быть использован в различных устройствах для измерения и детектирования начальной фазы гармонического сигнала.5Для уменьшения влияния флуктуационного шума на результат измерения известные измерители фазы строятся на основе двух корреляторов, опорные колебания в которых совпадают по частоте с частотой сигнала, а на О чальные фазы сдвинуты между собой на 90. Выходные напряжения перемножителей в двух каналах известного измерителя содержат составляющие с удвоенной частотой сигнала и постоянные составляющие, пропорциональ ные синусу и косинусу начальной фазы соответственно. В интеграторах происходит накопление постоянных составляющих выходных нацряжений перемножителей и за счет этого, фильтрация помех. Однако в таких измерителях при измерении фазы за малое время (меньше, чем несколько периодов частоты сигнала) возникает существенная ошибка даже в отсутствие шума. Это связано с тем, что при малом числе периодов сигнала накопле ние постоянных составляющих еще недостаточно для того, чтобы можно было пренебречь влиянием высокочастотных (с удвоенной частотой сигнала) составляющих на выходах перемножителей, 30 ф-ф - ГПф ф;т 4 ТЕит- - ; дэтт -, - 11 Сбиблкотбна щд,Цель изобретения - уменьшение ошиокн измерения измерителей фазы при времени измерения, меньшем половины длительности периода сигнала. Это достигается с помощью замены перемножителей и генератора опорного колебания режекторными фильтрами. Выходные напряжения этих фильтров содержат только необходимые постоянные составляющие и не имеют вьтсокочастотных составляющих, вносящих ошибку при малом времени измерения.На фиг. 1 изображена функциональная схема предлагаемого измерителя; на фиг, 2 - функциональная схема режекторного фильтра.Измеритель содержит фазовращатель на 90 1, одинаковые режекторные фильтры 2 и 3, интеграторы 4 и 5, делитель б напряжений и блок 7 вычисления арктангенса.Напряжение входного сгегнала поступает на фильтры 2,и 3, причем на фильтр 2 оно поступает непосредственно, а,на фильтр 3 - после предварительного поворота фазы сигнала на 90,Каждый режекторный фильтр (см. фиг, 2) содержит усилитель 8, интегратор 9, дифференциатор 10 и сумматор 11.Напряжение сигнала, поступающее на вход фильтра 2, интегрируется в одном его канале и дифференцируется в другом. Выходное напряжение дифференциатора повернуто по фазе на 90 относительно входного напряжения, Выходное напряжение интегратора 9 содержит постоянную составляющую и составляющую с частотой сигнала, фаза которой также повернута на 90 относительно входного напряжения,интегратора, но в обратную сторону. Таким образом, выходные напряжения интегратора 9 и дифференциатора находятся в противофазе. Наличие постоянной составляющей в выходном напряжении интегратора 9 объясняется нулевыми начальными условиями на нем до момента включения 1=0, относительно которого измеряется начальная фаза сигнала.Коэффициент усиления усилителя 8 выбирается таким, чтобы амплитуды составляющих с частотой сигнала на выходах интегратора 9 и дифференциатора 10 были равны. Поскольку эти составляющие находятся в противофазе, то в сумматоре 11 они полностью, компенсируются и выходное напряжение фильтра 2 содержит только постоянную составляющую, пропорциональную синусу начальной фазы сигнала.Аналогично работает фильтр 3, Поскольку сигнал на его входе предварительно повернут по фазе на 90, то выходное напряжение фильтра 3 содержит только постоянную составляющую, пропорциональную косинусу начальной фазы сигнала.Интеграторы 4 и 5 осуществляют накопление постоянных составляющих и фильтрацию помех. Выходное напряжение делителя 6 пропорционально отношению выходных напряжений интеграторов 4 и Б, т. е. пропорционально тангенсу начальной фазы сигнала и не за висит от его амплитуды, а выходное напряжение всего, измерителя пропорционально значению начальной фазы сигнала.Предмет изобретенияИзмеритель фазы гармонического сигнала,содержащий два интегратора, подключенные к делителю напряжения, выход которого связан с блоком вычисления арктангенса, и фазовращатель на 90, отличающийся тем, что, с целью повышения точности в диапазоне звуковых и инфразвуковых частот при времени измерения, меньшем половины длительности периода сигнала, он снабжен двумя одинаковыми;режекторными фильтрами, выполненными из последовательно соединенных усиллтелядополнительного интегратора, связанного с одним входом сумматора, другой вход которого через дифференциатор подключен к входу усилителя, причем вход усилителя одного режекторного фильтра подсоединен к источнику сигнала непосредственно, вход другого - через фазовращатель на 90, а выход сумма- ЗО тора каждого режектррного фильтра подключен к входу соопветспвующего интегратора измерителя.428303 Составитель Л. Прохоровадактор Т, Юрчикова Техред Т. Курнлко Корректор И, Симк Подписноов СССР и. Харьк. фнл. пред. Патент аказ 768/78 Изд.ЦНИИПИ Государствепо деламМосква, Ж 619 Тираж 678ного комитета Совета Миниизобретений и открытий