Устройство для переноса фазовых сдвигов сигналов на фиксированную частоту

СОЮЗ СОВЕТСНИХСОЦИАЛИСТИЧЕСКИХРЕСПУБЛИК А 51)4 С Е ИЗ ОП ЕТЕЛЬСТВ Орф Ру ГОСУДАРСТВЕННЫЙ КОМИТЕТ СССР ПО ДЕЛАМ ИЗОБРЕТЕНИЙ И ОТНРЫТ К АВТОРСКОМУ(56) Цифровой фазометр Ф. Техническое описание и инструкция по эксплуатации.Авторское свидетельство СССР У 602878, кл. О 01 К 25/00, 1977. (54) УСТРОЙСТВО ДЛЯ ПЕРЕНОСА ФАЗОВЫХ СДВИГОВ СИГНАЛОВ НА ФИКСИРОВАННУЮ ЧАСТОТУ(57) Изобретение может быть использовано при измерении сдвигов фаз электрических сигналов и служит для расширения функциональных возмож 80137414 ностей устройства. Устройство содержит генератор 7, фильтры 8 и 9 иумножитель 10 частоты с перестраиваемым коэффициентом умножения. Введение датчика 11 опорного сигнала,синхронных фильтров 1 и 2, распределителей 3 и 6 импульсов, матриц 4и 5 ключей осуществляет перенос фазовых углов квазигармонических сигналов в смеси с шумом на фиксированную частоту. Перестраивая коэффициент умножения умножителя 10 частоты, можно осуществить перенос фазовых углов любых квазигармоническихсоставляющих входных квазипериодических сигналов на фиксированнуючастоту. 2 ил.Устройство работает следующим об"разом. Пусть на входы синхронных фильтров 1 и 2 (фиг; 2) поступают сравниваемые сигналы. П,(е) Е Пзпды,(й)С + ;,++ 1,(Е),где 11,., хсзр,тамплитуды, частота и фаза 1-йквазигармонической составляющейсоответственно1-го сигнала;случайный шум. Изобретение относится к области электроизмерений и может быть использовано при измерении сдвигов фаз электрических сигналов.Цель изобретения - расширение функциональных возможностей устройства.Указанная цель достигается за счет переноса сдвига фаэ квазигармонических зашумленных сигналов на фиксированную частоту.На фиг 1 представлена структура устройства;на фиг 2 " структура синхронных фильтров, входящих в состав устройства.Устройство содержит два синхронных фильтра 1,2, сигнальные входы которых являются входами устройства, а управлякицие входы синхронных фильт" ров соединены с выходами первого распределителя 3 импульсов, выходы синхронных фильтров соединены с входами первой 4 и второй 5 матриц ключей, управляющие входы которых соединены с вторым распределителем 6 импульсов, сигнальный, вход которого соединен с вспомогательным генератором 7, сигнальные входы первой 4 и вторОй 5 матриц ключей соединены с входами соответственно первого 8 и второго 9 фильтров, выходы которых являются выходом устройства, а вход первого распределителя 3 импульсов через умножитель 10 частоты с перестраиваемым коэффициентом умножения соединен с выходом датчика 11 опорного сигнала.(й) - случайный шумПусть выходная часть датчика 11опорного сигнала равна частоте 1-йквазигармонической составляющейвходного сигнала 15 Р(С)1 ы(С), где 1 4 1 с и и необходимо перенести фазовые сдвиги -х квазигармонических составляющих входных сигналов на фиксированную частоту. Для этого необходимо предварительно выделить данйые квазигармонические составляющие в каждом из входных сигналов. Выделение х-х квазигармонических составляющих осуществляется синхронными фильтрами 1,2. При этом частоты настройки синхронных фильтров должны совпадать с частотой выделяемой д-й квазигармонической составляющей входных сигналов, т.е.: Р, (с) - 11. Ме) . (2) Из (1) и (2) можно определить требуемый коэффициент умножения Кумножителя 1055 Частота настройки синхронногофильтра совпадает с частотой переключения конденсаторов (см. Фиг. 2)синхронного фильтра, которая в своюочередь равна тактовой частоте управляющих выходных сигналов кольцевого распределителя.3, последовательно поступающих на входы управления ключей синхронных фильтров 45 1,2. Так как кольцевой распределитель 3 импульсов для получения выходных управляющих импульсов осуществляет деление входной тактовойчастоты в Н раз, где И - количество 50 ключей (конденсаторов) в каждом изсинхронных фильтров 1 и 2 и Яъ, 2 п.Тем самым частота на выходе умножителя 10 частоты равнаг,.с н;з рПри этом условии синхронные фильтры 1 и 2 будут постоянно настроенына 1-е и кратные ей кваэигармоничес.кие составляющие входных сигналов ина конденсаторах С,С будут накапливаться выборки квазигармонических составляющих входных сигналов с частотами дю,(С), 21 ы,(й),Г 1 ,(й), где Г - целое, а случайные шумовые составляющие (С),1.е(С) - РегУлЯРные помехи, спектральные составляющие которых не совпадают с частотами настройки фильтров, будут подавляться,При этом выборки квазигармонических составляющих сигнала 1 накапливаемые на конденсаторах С Ссинхронного фильтра 1 будут иметьфазовые углыЕ + Ерз ф , кргрМ, +4 еее; + ее э (3)з е Рзгде 1 = 1 пГ-п М,р э Ю ь Чзр- дополнительный фазовыйугол, вносимый распределителем импульсов 3 для выделяемой з.-й,2 з.-й, 1 з.-й квазигармоническойсоставляющей сигнала 1,(й) соответственно. Аналогично выборки квазигармонических составляющих сигнала0 (й), накапливаемые на конденсаторах СС синхронного фильтра 2 будут иметь фазовые углыеф ерфя "р ф "з фззр - е ее(41Выборки квазигармонических сос-тавляющих сигналов 1, и 1,(е),отфильтрованные от шума и помех, по"ступают с незаэемленных выводов конденсаторов на сигнальные входы ключей матриц 4 и 5 соответственно.Выходные управляющие сигналы с выходов распределителя импульсов 6 поступают на управляющие входы ключейматриц 4 и 5. При этом выборки сигналов на конденсаторах С,Ссинхронных фильтров 1 и 2 будут поочередно подключаться на выходы матриц4 и 5 с частотой переключенияйЦ) еедФ(5)где ы, - выходная тактовая частота генератора 7. Выходы ключей матрицы 5 соединены между собой и с входом фильтра 8 нижних частот. Выходы ключей матрицы 5 соединены между собой и с входом фильтра 9 нижних частотПри этом на входах фильтров 8, 9нижних частот будем иметь следующие сигналыОв00 з 1 п(шы й+Р ; + Ю, + ер )Ьс 1(6)7: ып(п,е+М. + , + ц15 ь: " " "Рэгде М - фазовый угол, вносимыйфр 6кольцевым распределителем импульсов 6.Частота среза фильтров 8 и 9 равна о, поэтому на выходах фильтров 8 и 9 будем иметь1.1, =Ц зп, е+ е,. + юр + , 1 (8) 25 цз 1 з зп 1+ Р + Чр + 4 р 1 (9)Как видно иэ выражений (8) и (9),выходные сигналы преобразователясдвинуты один относительно другогона фазовый угол Е; - р, .и имеют 30 фиксированную частоту ы.Тем самым данный преобразовательосуществляет перенос фазовых угловквазигармонических сигналов в смеси с шумом на фиксированную частоту,Перестраивая коэффициент умноженияумножителя 10, можно осуществитьперенос фазовых углов любых квазигармонических составляющих входныхквазипериодических сигналов на фик сированную частоту.Формула изобретенияУстройство для переноса фазовыхсдвигов сигналов на фиксированную45 частоту, содержащее вспомогательныйгенератор, два фильтра, умножительчастоты с перестраиваемым коэффициентом умножения, о т л и ч а ющ е е с я тем, что, с целью расширения функциональных воэможностейустройства, в него введены два синхронных фильтра, датчик опорногосигнала, две матрицы ключей и двараспределителя импульсов, при этом 55входы синхронных фильтров являютсявходами устройства, управляющие выходы фильтров соответственно соединены с входами матриц ключей, выходы которых соединены с входами1374141 Юьюставитель А. Шубин хред Л.Сердюкова Редактор О. Спесивых ректор И. Муска Тираж 772 дарственного комитета СС изобретений и открытий.а, Ж"35, Раушская наб., Заказ 5 Подписное НИИПИ Госпо делам035, Моск Производственно-полиграфическое предприятие оектна жгород,фильтров, выходы которых являютсявыходами устройства, причем датчикопорного сигнала соединен с входомумножителя с перестраиваемым коэффициентом умножения, выход которогосоединен с входом первого распре-,делителя импульсов, выходы которого соединены с управляющими входамипервого и второго синхронных фильтров, а выход вспомогательного генератора соединен с вторым распределителем импульсов, выходы которогосоединены с управляющими входамиматриц ключей,