Способ определения параметров фигуры лиссажу и устройство для его осуществления

СОЮЗ СОВЕТСКИХСОЦИАЛИСТИЧЕСКИХСПУВЛИК ЯО НЦЙ КОМИТЕТИЯМ И ОН 1 РЫТИЯМ ГОСУДАРСТВ ПО ИЗОБРЕТЕ ПРи гннт сс 8" 1 И 93,Ц,5Г:т,(21) (гг) (46) (71) осударственммочае АВТОРСКОМУ СВИДЕТ 4232852/24-2120.04.8715,03,.89, Бюл. М ЗОКалининградский гный университет(56) Авторское свидетельство СССР В 682843, кл. С 01 К 25/ООр 1979. (54) СПОСОБ ОПРЕДЕЛЕНИЯ ПАРАМЕТРОВ ФИГУРЫ ЛИССАЖУ И УСТРОЙСТВО ДЛЯ ЕГО ОСУЩЕСТВЛЕНИЯ(57) Изобретение относится к области измерительной радиотехники и может быть использовано в радиопеленгации, фазометрин и при измерении характеристик электромагнитного поля с нри" менением параметров Стокса. Два гар" монических напряжения, используемых для создания фигуры Лиссажу, векторно. суммируют (в сумматоре 2) и вычитают (в вмчитателе 4), а также суммируют (в сумматоре 3) и вычитают (ввмчнтетеле Ь лервое входное терноническое напряжение, сдвинутое фазовращателем 1 на о/2 р и второе входноегармоническое напряжение. Два входных н четыре полученных (в сумматорах 2, 3 и вычитателях 4, 5) гармонических напряжения подаются на соответствующие квадратичные детекторы6-11. Полученные шесть постоянныхнапряжения суммируют (в сумматоре12) и вычитают (в вычитателях 13,14, 15) в соответствии с формуламидля расчета параметров Стокса. Четыре сформированных таким образом напряжения, пропорциональных параметрам Стокса, регистрируются самописцем 16. Такой способ записи параметров Стокса позволяет расширить све-дения о параметрах фигуры Лиссажу.2 с,п, Ф-лы, 1 ил.едена реали рации способа следующая.Два входных гармонических напряжения детектирувт квадратичными детекторами, Полученные постоянные напряжения суммируют, определяя первыйпараметр Стокса, и вычитают, определяя второй параметр Стокса. Входныегармонические напряжения У и Б векторно суммируют и векторно вычитают,затем полученные два переменных напряжения детектирувт квадратичнымидетекторами, а полученные постоянныенапряжения вычитают, определяя третипараметр Стокса,Кроме того, второе гармоническоенапряжение Ь сдвигают по Фазе наЮ 2, а затем суммируют его векторнос первым гармоническимнапряжениемУ, и векторно вьгчитают из первого,5 Изобретение относится к радиотехнике и может быть использовано в радиопеленгации для автоматическогосъема данных с экрана индикатора, вфазометрических устройствах с электронно-лучевой индикацией для автоматизации процесса измерения, в частности для регистрации инФормации овекторных характеристиках электромаг Онитного поля (поляризационная, уг"ловая) в виде параметров, Стокса,Цель изобретения - расширениефункциональных возможностей путем определения через параметры Стоксавсей совокупности параметров, описывающих Фигуру Лиссажу при автоматизации процесса регистрации,Для этого осуществляется преобразование двух гармонических напряжений в минимальное количество постоянных напряжений, которые обеспечивают возможность вычисления лвбогопараметра фигуры Лиссажу, Постоянство напряжения обеспечивает возможность их автоматической регистрации,например, на ленте самописца, а также позволяет осуществить автоматизацию расчетов параметров Фигуры Лиссажу по формулам при испопьзовании ЭВМ. ЗОПараметры Стокса определяются спомощью постоянных напряжений, причем любой параметр Фигуры Лиссажу является комбинацией четырех параметров Стокса,35На чертеже прив структурнаясхема устройства, зувщего способ определения параметров фигурыЛиссажу.Последовательность опе-Чг з 1 п ЮЧ,+Ч соз( ее ем еееЧ, -Ч соз 1После квадратичногопоследующего вычи тектирования резульучают треия и атов ий п тектирования пол аметр Стокса 2 Ч,Ч соес в апряжен/2 а затемрвого П , то е сдви ложить е ыче из пе получают оз (ой+ оз (Ж+ 2) 1-ЧгсозЮ,Чг со ХЧ , -- е г . -В(т 1 Ч +Ч ап ф г Ч Ч з 1 п( ле квадратичного детектировапоследующего вычитания резульдетектирования получают четверараметр СтоксаХ 4 = 2 ЧЧз 1 пц, (6) ким образом, четыре параметра а могут быть представлены посто(выпрямленными) напряжениями. егко могут быть зарегистрироваапример с помощью самописца,ния и татов тыйп а токсинымини л Полученные переменные напряжения детектирувт квадратичными детекторами, а полученные постоянные напряжения вычитают, определяя четвертый параметр Стокса. Полученные параметры Стокса регистрируют на ленте самописца, По указанным ниже Формулам определяют параметры Фигуры Лиссажу.Пусть фигуру Лиссажу создают два гармонических напряжения Ь= Ч, совий, 11 = Ч соз(й 1+ф (1) где Ч, Ч, " амплитуды;Ч - разность фаз напряжений,Квадратичное детектировеание, а затем суммирование и вычитание проде"- тектированных напряжений дают первый и второй параметры Стокса =Ч,+Ч;2.т -.= Ч -Ч (2)Если предварительно гармонические напряжения векторно сложить и вычесть, то получают напряжения:1 2 2 11 = Ч, +Ч +2 Ч Ч сову соя (ИЕ+Ц) .Е. ;(9) вольтметров постоянного тока или аналого-цифровых преобразователей ЗВМ,Параметры фигуры Лиссажу, изображаемой на экране осциллографа, выражаются через параметры СтоксаИнтенсивность сигнала определяет"ся первым параметром Стокса.1, = Ч + Ч(7)Угол поворота эллипса на экранеосциллографа определяется выражением1 зЫ, = - агсС 8 ,2 1+ 1, +1,Большая Са) и малая (Ы оси эллилса на экране ос иллог афа1 + 1 +аеееаююв( О)2яа 1 1 + ТзЬ2Разность фаз между двумя гармоническими сигналами определяется выражением 5811 415, выход которого, а также выходысумматора 12 и вычитателей 13 и 14соединены с входами самописца 6, выход квадратичного детектора 6 соединен с вторыми входами сумматора 2и первого вычитателя 13,Устройство работает слеп.ющнм образом,Лва входных гармонических напряжения Б, ч Б детектируются квадратичными детекторами 6 и 7, суммируются в сумматоре 12 и параллельно. вычитаются в первом вычитателе 13,Полученные два постоянных напряжения представляют первый и второй параметры Стокса и регистрируются насамописце, Одиоврем)анно два входныхгармонических напряжения Ь, и Г векторно суммируются в векторном сумматоре 2 и вычитаются в векторном вычитателе 4, Полученные переменные напряжения детектируются квадратичнымидетекторами 8 и 9 и вычитаются во25 втором вцчитателе 14, образуя третий .параметр Стокса, который регистриру. ется на самописце 16.55 е з.п с) = ---- (11)1т, -1,Устройство для определения нараметров фигуры Лиссажу содержит фаэовращатель 1, векторные сумматоры 2 и3, векторные вычитатели 4 и 5, шесть .квадратичных детекторов 6-11, сумматор 12, три вычитателя 13-15 по. стоянных напряжений и самописец 16,причем вход для подачи первого гармоническогонапряжения 1), соединен спервыми входами векторных сумматоров2 и 3 и векторных вычитателей 4 и 5, 40а также с входом квадратичного детектора 7, выход которого соединен спервыми входами сумматора 12 и первого вычитателя 13, вход для подачивторого гармонического напряжения 11 45соединен с входом квадратичного детектора 6, вторыми входами векторного сумматора 2 и векторного вычитателя 4, выходы которых соответственно через квадратичные детекторы 8 и 5 О9 соединены с входами второго вычитателя 14,.второй вход векторного сумматора 2 соединен с входом фазовращателя 1, выход которого соединен свторыми входами векторного сумматора 3 и векторного вычитателя 5, выходы которых соответственно черезквадратичные детекторы 10 и 11 соединены с входами третьего вычитателя Одновременно одно из входных напряжений 1 сдвигается по фазе напп/2 суммируется с и вычитается из входного напряжения Б с помощью век. торного сумматора 3 и векторного вычитателя 5.Полученные переменные напряжения детектируются. квадратичными детекторами 10 и 11 и вычитаются в третьем вцчитателе 15, образуя четвертый параметр Стокса, который регистрируется на самописце 16,Использование изобретения позволяет определить любой параметр Фигуры Лиссажу по Формулам (7)-(11) по значениям 1, т., 1, Х параметров Стокса, зарегистрированных на ленте самописца, Кроме того, изобретение позволяет регистрировать изменения параметров фигуры Лиссажу во времени. Такая задача возникает, например, при измерении и слежении угловых характеристик сигнала, поляризационных характеристик сигнала, При условии использования аналого-цифровых преобразователей и ЭВМ возможна полная автоматизация определения параметров фигуры Лиссажу, включая рас" чети по формулам любых необходимых характеристик,ост О О 1 1 = - акссд 2 1 К = оль малая оси эллипса Способ определения параметров фигуры Зиссажу, основанный на том, что из входных гармонических напряжений, образующих на экране фигуру Лиссажу, формируют первое напряжение векторным суммированием входных гармонических напряжений, второе напряжение взятием векторной разности входных гармонических напряжений и третье напряжение взятием векторной разности между первым входным гармоническим напряжением и сдвинутым по Фазе на Т/2 и вторым входным гармоническим напряжением, о т л и ч а ющ и й с я тем, что, с целью расширения функциональных. возможностей путем определения всей совокупности параметров фигуры Лиссажу при автоматизации процесса регистрации, Формируют четвертое напряжение векторным суммированием первого входного гармонического напряжения со сдвинутым по Фазе на Т/2 вторым входным гармоническим напряжением, квадратично детектируют входные гармонические напряжения, а затем результаты детектирования суммируют и вычитают из первого второе и регистрируют как соответственно первый 1, и второй 1 параметры Стокса, квадратично детектируют первое и второе полученные напряжения и из первого результата детектирования вычисляют второй и регистрируют как третий 1 э параметр Стокса, квадратично детектируют четвертое и третье напряжения и из первого результата детектирования вычитают второй и регистрируют как четвертый 1 параметр Стокса, в заключение определяют шесть параметров фигуры Лиссажу по Формулам:интенсивность А =: 1,;угол поворота эллипса эффициент эллиптичности н ь Фаз между входными гармо.ими напряжениями1 дЧ" = агсзп ----1 7.2, Устройство для определения параметров фигуры Лиссажу, содержащее фазовращатель на /2 и векторный сумматор, о т л и ч а ю щ е е с я тем, что, с целью расширения функциональных возможностей путем определения всей совокупности параметров Фигуры Лиссажу при автоматизации процесса регистрации, в него введены второй векторный сумматор, два векторных вычитателя, шесть квадратичных детек - торов, сумматор три вычитателя и самописец, причем вход первого входного гармонического напряжения соединен с первыми входами первого и второго векторных сумматоров, с первыми входами первого и второго векторных вычитателей и входом первого квадратичного детектора, выход которого соединен с первыми входами сумматора и первого вычитателя, вход второго входного гармонического напряжения соединен .с входом второго квадратичного детектора, а также с вторыми входами первого векторного сумматора и первого векторного вычитателя, выходы двух последних соответственно соединены через третий и четвертый квадратичные детекторы с входами второго вычитателя, второй вход первого векторного сумматора соединен с входом Фазовращателя на/2, выход которого соединен с вторыми входами второго векторного сумматора и второго векторного вычитателя, выходы которых соответственно через пятый и шестой квадратичные детекторы соединены с входами третьего вычитателя выход которого, а также выходы сумматора и первого и второго вычитателей соединены с соответствующими входами самописца, выход первого квадратичного детектора соединен с вторыми входами сумматора и первого вычитателя.