Устройство для измерения фазы

.К. Чж88.8)идетельство ССС01 К 25/00, 28.техника, 1982,.82.7 у51ЗМЕРЕНИЯ ФАЗЫ сится к радиоизЦель изобретециональных возУстройство сох Формирователи фровой фильтраоме того устройции ожных уле ГОСУДАРСТВЕННЫЙ КОМИТЕТ СССРПО ДЕЛАМ ИЗОБРЕТЕНИЙ И ОТКРЫТИЙ(57) Изобретение отнмерительной технике.ния - расширение Фун можносгей устроиства держит в обоих канал 3 и 4, блоки 5 и 6 ц ство содержит общие для обоих каналов преобразователь 7 фаза-интервалвремени, блок 8 квантования, счетчи9 кода фазы, микропроцессорный вычислительный блок 10, индикатор 11генератор 12, элемент И 13, счетчик14 кода периода, блок 15 управленияи блок 16 синхронизации. Введение вкаждый канал ключей 17 и 18, нормализаторов 19 и 20 амплитуды импульсов, аттенюаторов 21 и 22 и аналоговых сумматоров 1 и 2 обеспечиваетодновременное измерение амплитудысигналов Фазы без существенного усложнения структуры устройства. Крометого, значение амплитуды сигналовна входах фазометра позволяет производить ручную или автоматическуюкоррекцию его амплитудозависимыхпогрешностей и повысить тем самымточность измерения Фазы. 2 ил.1265Изобретение относится к радиоиэмерительной технике и может быть использовано для измерения амплитуд и фаэ гармонических сигналов.Цель изобретения - расширение функциональных возможностей устройства за счет обеспечения измеренияАФамплитуды сигналов фаэовым методом.На фиг. 1 приведена структурная схема устройства; на фиг. 2 - вре менные диаграммы.Устройство содержит в обоих каналах последовательно соединенные аналоговые сумматоры 1 и 2, Формирователи 3 и 4 и блоки 5 и 6 цифро вой фильтрации ложных нулей, с выходами и входами которых соединен преобразователь 7 Фаза-интервалы времени, с которым последовательно соединены блок 8 квантования, счетчик 20 9 кода фазы, микропроцессорный вычислительный блок 10 и индикатор 11, последовательно соединенные генератор 12, элемент И 13 и счетчик 14 кода периода, соединенный с микро процессорным вычислительным блоком 10, блок 15 управления, блок 16 синхронизации, соединенный входами с одним иэ выходов счетчика 14 кода периода, блока 15 управления и вы- З 0 ходом блока б цифровой фильтрации ложных нулей, а выходом - с преобразователем 7 фаза-интервал времени, блоком 15 управления и элементом И 13, соединенным выходом с блоком 8 квантования, последовательно сое. диненные в каждом канале ключи 17 и 18, нормализаторы 19 и 20 амплитуды импульсов и аттенюаторы 21 и 22, сое" диненные выходами с вторыми входамисоответствующих аналоговых сумматоров 1 и 2, а управляющими входами - с выходом микропроцессорного вычислительного блока 10, вторые входы блоков 5 и б цифровой фильтрации ложных нулей соединены с генератором 12, а их выходы - с информационными входами соответствующих ключей 17 и 18,соединенных управляющими входами свыходами блока 15 управления, который соединен также со счетчиками 9 и14 кода .Фазы и периодаи микропроцессорным вычислительным блоком 10. Устройство работает следующим образом.55В режиме измерения Фазы ключи 17 и 18 закрыты и входные сигналы проходят без изменений через аналого 640 авые сумматоры 1 и 2 на формирователи 3 и 4, где преобразуются в прямоугольные импульсы. В блоках 5 и 6 цифровой фильтрации ложных нулей обеспечивается исключение ложных нулей, вызванных широкополосными шумами. Затем сформированные сигналы поступают на преобразователь 7 фаза-интервалы времени и далее происходит квантование фазовых интервалов в блоке 8 квантования и подсчет пропорционального сдвигу Фаэ числа импульсов И счетчиком 9 кода фазы за время йзмерения.Одновременно в счетчике 14 кода периода регистрируется число,импульсов от генератора 12 через открытый на время измерения элемент И 13, пропорциональное суммарному коду периода М. Коды Ии В по окончании времени измерения сигналом с блока 15 управления вводятся в микропроцессорный вычислительный блок 10, где в соответствии с алгоритмом Ч = 360 И /И вычисляется искомый сдвиг фаз и результат выводится на индикатор 11. С помощью блока 16 синхронизации обеспечивается кратность времени измерения и периода сигнала.В режиме измерения амплитуды в ,одном из каналов (например, перМом) сигналом с блока 15 управления открывается ключ 17 и прямоугольные импульсы с выхода блока 5 цифровой ФилЬтрации ложных нулей проходят через нормалиэатор 19 амплитуды импульсов и аттенюатор 21 на второй вход аналогового сумматора 1. Наибольшую помехоустойчивость к широкополостным шумам обеспечивают блоки 5 и б цифровой фильтрации лож" ных нулей, основанные на привязке к экстремальным значениям гармонического сигнала. Сигнал на выходе таких блоков сдвинут по фазе относительно входного примерно на 90 . Этот сигнал определенной амплитуды Ц , задаваемой нормализатором 19 амплитуды импульсов и аттенюатором 21 (фиг.2 а), суммируясь в аналоговом сумматоре 1 с входным сигналом Ц , приводит к смещению его нудь-переходов (фиг.2 б и в) на величину, соответствиощую приращению Фазы м,=агсздп(0 ф /О ),где Ющ - амплитуда сигнала. ри Ц сс Ц, д - Б В В соответствии с этим алгоритмом по измеренномуприращению фазы и известному значению Б в микропроцессорном вычислительном блоке 10 вычисляется значение амплитуды входного сигнала.Аналогично может быть измерена амплитуда сигнала и вовтором канале. Необходимые значения калиброванного напряжения Бц задаются с мик ропроцессорного вычислительного блока 10, управляющего коэффициентом деления аттенюаторов 21 и 22, из услбвия обеспечения максимальной точности измерения. Относительная погрешность измерения амплитуды сигнала при Бо 0определяется как о = =бй =(Т б/Му где б, б - средне- квадратические погрешности измерения амплитуды и фазы сигнала Так, при 6 = 0,01 и ась = (5-10) 8(О,14-0,28)7 С учетом инструментальных погрешностей можно считать, что реально достижимая точность измерения амплитуды фазовым методом в широком диапазоне частот составляет 0,5-1,07. Эта точность вполне достаточна для большинства практи" ческих применений.1265640 4 ные в обоих каналах формирователии блоки цифровой фильтрации ложныхнулей, подключенные выходами к преобразователю фаза-интервалы времени,к выходам которого подключены последовательно соединенные блок квантования, счетчик кода фазы, микропроцессорный вычислительный блок и индикатор, последовательно соединенныегенератор, элемент И и счетчик кодапериода, выходы которого соединены с 1 О микропроцессорным вычислительным блоком, а также блок управления и блоксинхронизации, выход которого соединен с" блоком управления, преобразователем фаза-интервалы времени и вторым входом элемента И, соединенного выс ходом с блоком квантования, 6 лок управления также соединен с микропроного из блоков цифровой фильтрации ложных нулей, вторые входы которых объединены и соединены с генератором, о т л и ч а ю щ е е с я тем, что, с целью расширения функциональных возЗО 20 цессорным вычислительным блоком,входами "Сброс" счетчиков кода фазы и периода и первым входом блока синхронизации, второй вход которого соединен с одним из выходов счетчика ко да периода, а третий - с выходом одТаким образом, в предлагаемом устройстве обеспечивается одновременное измерение фазы и амплитуды сигнала без существенного усложнения структуры измерителя, что расширяет его функциональные возможности и областьприменения. Кроме того, значение амплитуды сигналов навходах фаэометра позволяет производить. ручную или автоматическую коррекцию его амплитудозависимых погрешностей и повысить тем самым точность измерения фазы. 40 Формула изобретения45Устройство для измерения фазы, содержащее преобразователь фаза-интервашы времени, последовательно соединенможностей за счет обеспечения измерения амплитуды сигналов фазовым методом, в него введены в каждом канале последовательно соединенные ключ, нормалиэатор амплитуды импульсов, аттенюатор и аналоговый сумматор, при этом информационные входы ключей подключены к выходам соответствующих блоков цифровой фильтрации ложных нулей, а управляющие входы - кдополнительным выходам блока управления, управляющие входы аттенюато ров подключены к выходу микропроцессорного вычислительного блока, выходы аналоговых сумматоров подключены к входам соответствующих формиро,вателей, а их вторые входы соедине-, ны с входами устройства.1265640 оставитель Н. Агеевехред М.Ходанич орректор М. Самборскаодписное Редактор Н. Яцола Заказ 5657/ Тираж 728 ПВНИИПИ Государственного комитета СССРпо делам изобретений и открытий13035, Москва, Ж, Раушская яаб д. 4/ зводственно-полиграфическое предприятие, фг; Ужгород, ул. Проектная, 4