Способ измерения фазового сдвига

Союз Советских Социалистических республик(22) Заявлено 130677 (21) 2495409/18-21с присоединением заявки Йо(51)м. кл. 6 01 К 25/00 Государственный комитет СССР но дедам изобретений н открытийДата опубликования описания 15,0780(71) Заявитель Челябинский технологический институт им. Ленинского комсомола(54) СПОСОБ ИЗМЕРЕНИЯ ФАЗОВОГО СДВИГА Изобретение относится к радио- измерительной и вычислительной тех-нике и может быть использовано при измерении фазовых сдвигов./Известны способы измерения фазовых сдвигов, по которым производится преобразование входных сигналов в две последовательности коротких импульсов, причем моменты появления импульсов в каждой последовательности соответствуют нулевой фазе соответствующего входного сигнала 13 . Затем в течении .времени измерения производят время-импульсное преобразование временных интервалов от им- пульсов первой последовательности до последующего импульса второй последовательности в коды и их суммирование. По окончании времени измерения результирующий код.принимают за код среднего значения фазового сдвига.Однако при измерении с помощью укаэанного способа Фазовых сдвигов, близких к Оо или 360, при наличии шумов возникают значительнйе трогреш= ности, обусловленные разрывным поведением величины Фазового сдвигав этой точке. Цель изобретения - повышение точности измерения среднего значенияфазового сдвига,5 Это достигается тем, что по способу измерения среднего значенияФазового сдвига, основанному на ФорМировании двух последовательностейкоротких импульсов, соответствующих 1 О момейтам перехода входных сигналовчерез нулевой уровень, и последующемФормировании прямоугольных сигналов,длительность которых зависит от разности фаз, Формируют временные интервалы так, что начало одного иэпрямоугольных сигналов соответствуетнечетному импульсупервой последовательности коротких импульсов, а конец соответствует четному импульсувторой последовательности короткихимпульсов, начало второго прямоугольного сигнала соответствует нечетномуимпульсу второй последовательностикоротйих сигналов, а конец соответ-, 25 ствует четному импульсу первой последовательности коротких сигналов,при этом длительности сформирован,ных прямоугольных сигналов равны соответственно+ Р н Ф - р, гдеФ - период исследуемых процессов;5 10 15 20 25 ЗО 40 45 50 55 бО 35 65 Р - измеряемый фазовый сдвиг между исследуемыми сигналамиНа фиг. 1 представлена функциональнач схема устройства для осуществления предлагаемого способа)на фиг,2 временные диаграммы его работы.устройство включает формирователи 1 и 2 входных напряжений, распределители импульсов 3-5, триггеры б и 7 временного интервала, элементы совпадения 8 и 9 и счетчик 10.Формирователи 1 и 2 входных напряжений.соединены с входами распределителей имПульсов 3 и 4. Входытриггеров б и 7 временного интервала соединены с соответствующими выходами распределителей импульсов 3 и 4, а выходы соединены с первыми, входами элементов совпадения 8 и 9, третьи входы которых соединены с выходами третьего распределителя импульсон 5, на вход которого подается последовательность импульсов с генератора квантующих импульсов. Шины "Сложение" и "Вычитание" счетчика 10 соединены соответственно с выходами элементов совпадения 8 и 9. Вторые входы элементов совпадения 8 и 9 соединены с выходом источника сигнала, соответствующего времени измерения, шина "Запуск" соединена со входами первого и второго Форми- рователей входных сигналов и со входами первого и второго распределителей импульсов.Работает устройство следующим образом.На первые входы формирователей 1 и 2 подаются исследуемые процессы, а вторые входы соединены с шиной "Запуск". На выходах формирователей 1 и 2 получают последовательности коротких импульсов О и О соответственно, причем момент появления каждого импульса соответствует положительному переходу через нуль соответствующего исследуемого процесса, а также моменту появления сигнала фЗапуск", если в этот момент исследуемый процесс больше нуля. Получениые последовательности коротких импульсов О и 02 поступают на распределители ймпульсов 3. и 4, на первых выходах которых получают по 1 1 следовательности О и О нечетных импульсов последовательностейО, и О 2, а на вторых выходах - последовательности О и Од четных, импульсов последовательностей 0 и О . Далее. последовательности импульсов О и О 2 поступают соответственно на первый и второй входы триггера б нременного интервала первого канала, на выходе которого получается последонательность Обпрямоугольных импульсов длительностью Ф + Р, где Ф - период исследуемого процесса; - измеряемый фазовый сдвиг. Последовательности импульсон О 4 и О поступают соответственно1 2на первый и второй входы триггера 7временного интервала второго канала,на выходе которого получается последовательность О прямоугольных.импульсов длительностью- Р . Последовательности импульсов Об и От поступают на первые входы элементовсовпадения 8 и 9, на вторые входыкоторых подается сигнал, соответствующий времени измерения, а на третьивходы - две последовательности коротких импульсов с выходон распределителя 5, сдвинутые одна относительно другой на 180 . За время измерения Т через элемент совпадения 8проходит число импульсовт )где У - частота квантующих импульсов. на выходах распределителя импульсов 5.За время измерения Т через элемент совпадения 9 проходит числоимпульсов д (Т ,ф. ) у2 2Таким образом, в момент окончанияизмерения в счетчике окажется записанным числой=й-й 2=ГТР,Таким образом, предлагаемое уст-,ройство обеспечивает измерение среднего значения фазового сдвига вдиапазоне 0-3 бОО,Формула изобретенияСпособ измерения фазового сдвига, основанный на формировании двухпоследовательностей коротких импульсов, соответствующих моментам перехода входных сигналов через нулевойуровень, и последующем формированиипрямоугольных сигналов, длительностькоторых зависит от разности фаз,о т л и ч а ю щ и й с я тем, что,с целью повышения точности, форми-,руют временные интервалы так, чтоначало одного из прямоугольных сигналов соответствует нечетному импульсу первой последовательности коротких импульсов, конец соответствует четному импульсу, второй последовательности коротких импульсов, начало второго прямоугольного сигналасобтветстнует нечетному импульсувторой последовательностикороткихсигналов, а конец соответствуетчетному импульсу первой последовательности коротких сигналов, приэтом длительности сформированныхпрямоугольных сигналов равны соответственно Ф + Ф и Ф - у, где Ф-период исследуемых процессов; Р -измеряемый фазовый сдвиг между ис"следуемыми сигналами.Источники информации,принятые во внимание при экспертизе1, Вишенчук И,М., Котюк А.Ф.,Ииэюк Л.Я.Электромеханические и электронные фазометры.Госэнергоиздат,1962.748274 Составитель И.филипповаТехРед М. Петко КоРРектоР Е.Пап Редактор Е.Яковчи каз 4229/31 П Патейтф, г, Ужг ил ул. Проектная,.4 Тир ЦНИИПИ Госу по делам 13035, Москва1019рственногоэобретений3-35, Раушс Подписноемитета СССРоткрытийя наб;, д. 4/5шееиви