Способ измерения сдвига фаз двух сигналов и устройство для его осуществления

СОЮЗ СОВЕТСКИХСОЦИАЛИСТИЧЕСКИХРЕСПУБЛИК сю 4 С 01 Б. 25/00 ОПИСАНИЕ ИЗОБРЕТЕНИЯ К АВТОРСНОМЪГ СВИДЕТЕЛЬСТВУ Йпуск М Ф: 4 ь л Ж иг Г ГОСУДАРСТВЕННЫЙ КОМИТЕТ СССРПО ДЕЛАМ ИЗОБРЕТЕНИЙ И ОТКРЫТИЙ(56) Аппаратура для частотных и временных измерений./ Под ред. А.П.Горшкова. М.: Советское радио, 1971,Авторское свидетельство СССР У 922658, кл. С 01 К 25/00, 1982. (54) СПОСОБ ИЗМЕРЕНИЯ СДВИГА ФАЗ ДВУХ СИГНАЛОВ И УСТРОЙСТВО ДЛЯ ЕГО ОСУЩЕСТВЛЕНИЯ(5) Изобретение относится к измерительной технике и может быть.использовано в цифровых фазометрах. Цель изобретения - повышение точности измерения фазового сдвига. Формирование прямоугольных импульсов проводят в ЯО 1226329 А фиксированные моменты превышения входными сигналами устанавливаемых постоянных уровней напряжения, Выделяют иизмеряют несовпадающие по длительности части импульсов и анализируют взаимное временное расположение фронтовпрямоугольных импульсов, которое учитывается при измерениях, Устройство, реализующее способ, содержит формирователи 1 и 2, триггеры 3, 4, 5 и 11, счетчик 6, ключи 7, 8 и 12, генератор 9, элемент 10 совпадения и инверторы 13 и 14. Предложенные способ и устройство позволяют производить измерение фазового сдвига двух сигналов,причем результат измерения не зависитот амплитуды входных сигналов и пороговых напряжений формирователей.2 с п ф-лы " ич1 12263Изобретение относится к измерительной технике, а именно к способам измерения фазового сдвига между двумя сигналами и может быть использовано вцифровых Фазометрах. 5Целью изобретения является повьшение точности измерения фазового сдвига за счет проведения анализа взаимного временногр расположения сигналов.На фиг. 1 приведены временные ди Оаграммы, поясняющие способ измерениясдвига фаз двух сигналов; на фиг, 2 -схема устройства для измерения сдвигафаз двух сигналов,Устройство (Фиг.2) содержит первый 15формирователь 1, второй формирователь2, первый триггер 3, второй триггер 4,третий триггер 5, причем выход первого соединен с входом второго триггера,счетчик 6, первым входом соециненный 2 О,с выходом первого ключа 7, а вторымвходом первого триггера, второй ключ8, генератор 9, первым выходом соединенный с первым входом элемента 10совпадений, четвертый триггер 11, 25выходом соединенный с вторым входомэлемента 10 совпадений, третий входкоторого соединен с инверсным выходом третьего триггера, а выход стретьим входом счетчика, третий ключ12, входы которого соединены с прямым выходом третьего триггера, инверсным выходом четвертого триггера,первым выходом генератора, а выходс первым входом первого ключа, второй вход которого соединен с выходом35второго ключа, входами соединенногос выходом первого триггера, инверсным выходом второго триггера, вторымвыходом генератора, первые и вторые40входы второго, третьего и четвертоготриггеров соединены, выходы первогои второго Формирователей соединеныс С-входами первого и второго триггеров, соединенных через первый инвертор 13 и второй инвертор 14 с С-вхо 45дами третьего и четвертого триггеров,соответственно,На фиг, 1 показаны: первый входной сигнал (кривая 1), второй входной сигнал (кривая 2);Пррр, и Прорпороговые напряжения соответствейнопервого и второго усилителей-ограничителей - формирователей 1 и 2.При пороговых напряжениях близкихк нулю синусоидальные сигналы как 55правило, используемые в фазометрии,можно для наглядности заменить треугольники без нарушения строгости в 29 2рассуждениях. Все сказанное в этом случае будет справедливо и для синусоидальных сигналов.Измерение интервалов времени про.изводится, начиная с момента времени г и кончается в момент, когда напряжения входных сигналов по величине равны соответствующим пороговым напряжениям формирователей. За. тем производится измерение интервала времени, начиная с момента 1 и кончая моментом С , когца значения входных сигналов равны соответствующим пороговым напряжениям.Если временное расположение момен. тов перехода входными напряжениями соответствующих пороговых напряжений в обоих направлениях совпадают, точный результат измерения принимается равным полусумме результатов промежутоЧных измерений, в противном случае лолуразности:Очевидно, что для симметричныхотносительно экстремумов сигналов правецливо следующее выражение:(и - г) + ( тв )2те. результат соответствует болееточному сцвигу фаз входных сигналов.Устройство работает следуюшим образом,При приходе импульса запуска навыходы триггера 3 и счетчика 6 триггер 3 переходит в нулевое состояниеи обнуляет триггеры 4, 5 и 11, одновременно обнуляется счетчик 6,Формирователи 1 и 2 формируют навыходах меандры, логические единицыксторых соответствуют превышениювходных сигналов пороговых напряжений формирователей 1 и 2,При появлении на С-входе триггера 3 положительного перепада напряжения триггер 3 переходит в единичное сос.тояние и на счетчик 6 черезключи 8 и 7 поступают импульсы с генератора 9,При появлении на С-входе триггера4 положительного перепада напряженияон переходит в единичное состояниеи блокирует прохождение импульсов через ключ 8 на счетчик 6. Таким обра 226329 4зом, производится первое измерениесдвига фаэ входньж сигналов,Второе измерение производится следующим образом.В зависимости от того, на выходекакого формирователя раньше появляется отрицательный перепад напряжениясрабатывает один из триггеров 5 или11, открывая прохождение импульсовна суммирующий или вычитаюший входысчетчика б, Запрет на прохождениеимпульсов появляется с появлениемвторого отРицательного перепада навыходах формирователей,Таким образом, производится второе измерение и окончательное вычисление сдвига фаз входньж сигналов,В конце измерения все триггеры находятся в единичном состоянии, покане прийдет следующий импульс запускаГенератор 9 генерирует парафазныепоследовательности импульсов, не перекрывающихся во времени.Таким образом, предлагаемые способ и устройство позволяют производить измерение фазового сдвига двухсигйалов, причем результат измерения,в отличие от известного способа независит от амплитуд входных сигналови пороговых напряжений формирователей. Это позволяет производить измерения с большей точностью,1 Формула изобретения 1. Способ измерения сдвига фаэ двух сигналов, заключающийся в том, что формируют прямоугольные импульсы в моменты превышения входными сигналами устанавливаемых постоянных уровней напряжения, на которых выделяют и измеряют несовпадающие по длительности части импульсов, о т л и ч а ю - щ и ч с я тем, что, с целью увеличе 1 О 15 20 25 30 35 40 ния точности измерения, фиксируют моменты переходов сигналов через устанавливаемые постоянные уровни напряжения, анализируют взаимное временноерасположение фронтов прямоугольныхимпульсов, которое учитывают при измерениях. 2. Устройство для измерения сдвига фаз двух сигналов, содержащее первый и второй формирователи, первый, второй, третий триггеры, причем выход первого соединен с О-входом второго триггера, счетчик, первым входом соединенный с выходом первого ключа, а вторым вьгодом с К-входом первого триггера, второй ключ, генератор, первым выходом соединенный с первым входом элемента совпадений, о т л ич а ю ш е е с я тем, что, с целью повышения точности измерения, в него введены четвертый триггер, прямым выходом соединенный с вторым входом элемента совпадений, третий вход которого соединен с инверсным выходом третьего триггера, а выход - с третьим входом счетчика, третий ключ, входы которого соединены с прямым выходом третьего триггера, инверсным выходом четвертого триггера, первым выходом генератора, а выход - с первым входом первого ключа, второй вход которого соединен с выходом второго ключа, входами соединенного с прямым выходом первого триггера, инверсным выходом второго триггера, вторым выходом генератора, 0- и К-входы второго, третьего и четвертого триггеров соединены, выходы первого и второго формирователей соединены с С- входами первого и второго триггеров, соединенных через инверторы с С-входами третьего и четвертого триггеров соответственно.по13035, М Производственно-полиграфическое предприятие, г.ужгород, ул.Проектная,4 Государственно лам изобретени ква, Ж, Рау Подписноео комитета СССРи открытийская наб д.4/5