Дискретное устройство измерения фазы фазового сигнала

(19) (11) 5 А За) 6 О 1 а 25/00 1, . : 1 с,т;Ъ ОПИСАНИЕ ИЗОБРЕТЕНИЯ ц ГОСУДАРСТВЕННЫЙ КОМИТЕТ СССРПО ДЕЛАМ ИЗОБРЕТЕНИЙ И ОТКРЫТИЙ К АВТОРСКОМУ СВИДЕТЕЛЬСТВУ(56) 1. Авторское свидетельство СССР В 416697, кл. 6 01 Р 25/00, 1972,2. Березин Л.В., Вейцель В,А. Теория и проектирование радиосистем. М "Советское радио", 1977, с. 366. (54)(57) ДИСКРЕТНОЕ УСТРОЙСТВО ИЗМЕ- РЕНИЯ ФАЗЫ ФАЗОВОГО СИГНАЛА, содержащее вычислитель синуса, вычислитель косинуса, два сумматора, вычислитель арктангенса, выход которого подключен к выходной шине устройства, выход вычислителя синуса подключен к входу первого сумматора, выход которого подключен к первому входу вычислителя арктангенса, выход вычислителя косинуса подключен к входу второго сумматора, выход которого подключен к второму входу вычислителя арктангенса, о т л и ч а ю щ е е - с я тем, что, с целью повьппения точности измерения начальной фазы, в него введены блок вычисления значений полинома, блок сложения по модулю 23 и блок синхронизации и управления, выходы которого подключены к вычислителю синуса, к вычислителю косинуса, к первому сумматору, к второму сумматору и к блоку вычисления значений полинома, выход которого подключен к первому входу блока слоа жения по модулю 2 я, второй вход кото- Е рого подключен к шине отсчетов сигнала, выход блока сложения по модулю 2 Л подключен к входу вычислителя синуса и входу вычислителя косинуса.1095095 Изобретение касается радиоизмерительных систем и может быть использовано при проектировании систем обработки сигнала в фазовом пеленгаторе или фазовом дальномере. 5Известно устройство для измерения фазового сдвига сигналов, содержащее генератор калибровочных импульсов, первый вентиль, первый счетчик, первый триггер, элементы совпадения, второй вентиль, второй счетчик, второй триггер, третий вентиль, шину опорных сигналов, шину измеряемого сигнала и шину начала измерения, соединение которых представляет из себя дискретный фазометр с пилообразной характеристикой, к выходу которого .(выход элемента совпадения) подключен дискретный блок измерения фазы фазового сигнала, выполненный в виде сумматора, со старших (1 -ю) разрядов которого производят съем измеренного значения фазового сдвига сигнала 1 3.Измеренное значение получают в виде среднего значения на интервале осреднения, реализуется вычислениеЯпо формуле += А, . Пределы сумми- ЗО рования обеспечиваются блоком синхронизации и управления, обслуживающимработу дискретного фазометра и работу дискретного блока измерения фазы.Блок синхронизации и управления сос 35тоит из элементов: первый вентиль,первый триггер, второй вентиль, второй счетчик, второй триггер, третийвентиль,Недостатком этого устройства является тот факт, что фаэовые отсчетыдискретного фазометра относятся кциклическим и оценки при некоторыхзначениях 9 могут давать большие45погрешности.Наиболее близким к изобретениюпо технической сущности является устройство (способ работы которого описывается известным алгоритмом), содержащее вычислитель синуса, вычислитель косинуса, два сумматора, вычислитель арктангенса. Входная шинаотсчетов сигнала соединена с входамивычислителя синуса и вычислителякосинуса. Выход вычислителя синусаподключен к входу первого сумматора,выход которого подключен к первомувходу вычислителя арктангенса. Выход вычислителя косинуса подключен к вхо-, ду второго сумматора, выход которого подключен к второму входу вычислителя арктангенса, выход которого подключен к выходной шине Г 23.устройство дает оценку фазы Ч по алгоритму У:ыгс- ,Ез;пУ./.Есор. +рУ,,/гдер= - 51 п х в 1 пз - Бом)2 Х=,К 605, 1=,ф 510Величину 4 ф обычно относят на середину интервала осреднения. Рассмотрим случайЯ 40. При разных значениях уточка, для которой справедлива оценка Чф, на интервале наблюдения имеет разное положение и следовательно, значение Мф, отнесенное на середину интервала, будет иметь сос" тавляющую погрешности, что является. недостатком этого устройства.Цель изобретения - повышение точности измерения фазы, отнесенной к фиксированной точке интервала наблюдения, т.е. повышение точности измерения начальной фазы. Поставленная цель достигается тем, что в дискретное устройство измерения фазы Фазового сигнала, содержащее вычислитель синуса, вычислитель косинуса, два сумматора, вычислитель арктангенса, выход которого подключен к выходной шине устройства, выход вычислителя синуса подключен к входу первого сумматора, выход которого подключен к первому входу вычислителя арктангенса, выход вычислителя косинуса подключен к входу второго сумматора, выход которого подключен к второму входу вычислителя арктангенса, введены блок вычисления значений полинома, блок сложения по модулю 2 Л и блок синхронизации и управления, выходы которого подключены к вычислителюо синуса, к вычислителю косинуса, к первому сумматору, к второму сумматору и к блоку вычисления значений полинома, выход которого подключен к первому входу блока сложения по модулю 21, второй вход которого подключен к шине отсчетов сигнала, выход блока сложения по модулю 24 подключен к входу вычислителя синуса и входу вычислителя косинуса.109509 Заказ 3588/2Подписное аж 71 с целью вычисления в следящем режиме полиномиальной функции от изменяющегося во времени аргумента 3(х)=ах" + дх" "+ +о.,х+ д Для рассматриваемого случая берется полином 5 третьей степени, коэффициенты с 1, Ф полагают равными нулю, ВеличиНЫ а Ю юг СЧИтаЮтСЯ ИЗВЕСТНЫМИогф,=О Ь., =Я, , =/2о--г10Преобразования выходного сигнала блока 1, приводящие к получению оцеФ- ки начальной фазы, выполняются вычислителями 3 и 4 синуса и косинуса и далее сумматорами 5 и 6 и вычислителем 7 арктангейса. 15Предлагаемое дискретное устройство измерения фазы фазового сигнала оказывается полезным в устройствах обработки сигналов низких частот, так как реализация элементов устрой ства известна, широко используется в цифровой техникеи обработка отсчетов сигнала в дискретных устройствах измерения фазы находит все 5 бболее широкое применение, обеспечивая высокие точности оценки неизвестных параметров. Так, например, при отсчетах фазы О=1; 9-1=11; Уг =1,4; У=1,9; У =2,6 рад, следующих с интервалом 1 с, среднее значение равно Ч, =1,6 рад;%Величина д"., =/9 - 9 /=0,6 рад составляет погрешность измерения фазы в начале интервала. В случае обработки этих отсчетов в пре лагаемомОустроистве при Я - 0 2оценка. Й = 9, т.е. точйость измерения начальной фазы повышается на 0,6 рад. В результате использования изобретения в радиотехнических системах траекторных измерений при повышении точности фазовых измерений уточняются параметры движения объек-, та (наклонная дальность, угловые координаты) и может быть получен эффект повышения безопасности полета и точности приземления. Филиал ППП "Патент",г. Ужгоррд, ул. Проектная,