Цифровой корреляционный фазометр

О П И С А Н И Е 1 п)943598ИЗОБРЕТЕНИЯК АВТ 0 зСКОМУ СВИДЕТЕЛЬСТВУ Союз СоветсиикСоциалистическиРеспублик(23) Приоритет 3 ЬеударственыЯ кеютет СфьРф делан зебретенЯ втрытЯ(53) УДК 621. 317. .77(088.8) Дата опубликования описания 17.07.82(7) Заявител Харьковский институт радиоэлектроники ЦИФРОВОЙ КОРРЕЛЯЦИОННЫЙ ФАЗОИЕТР 1Изобретение относится к цифровойвычислительной технике и импульснымизмерительным устройствам и можетбыть использовано для помехоустойчивого измерения разности фаз сигна 5лов в присутствии белого шума, импульсных и Флуктуационных помехс нормальным законом распределения.Известен цифровой корреляционныйфазометр, содержащий входные блоки, 1 Огенератор тактовых импульсов, блокуправления, блок регистрации, счетчик, преобразователь кода, перемножители, сумматор, делитель, разност"ные счетчики 11,15Он позволяет производить измере"ние разности фаз сигналов в присутствии шумов, но имеет достаточносложную .конструкцию.Наиболее близким к предлагаемому Оявляется цифровой частотомерфазометр, который содержит генераторопорной частоты, двоичный умножитель, содержащий ключ и счетчик,управляющий реверсивный счетчик,счетчик, элемент сравнения, регистр, триггер, элемент задержкии дополнительный счетчик, при этомвыход генератора опорной частотысоединен со входом двоичного умножителя, управляющие входы которогосоединены с выходами разрядов управляющего реверсивного счетцика,а выход двоичного умножителя соединен со счетным входом счетчика, вкотором выход переполнения подключен к второму входу элемента сравнения, первый вход которого подклю",чен к источнику измеряемого сигнала, а к источнику опорного сигналаподключен первый вход триггера,счетный вход дополнительного счетчика подключен к выходу двоичногоумножителя, установочный вход дополнительного счетчика подключенк единичному выходу триггера, второй вход которого соединен с выходом элемента задержки, вход кото3 94 рого подключен к источнику измеряемого сигнала, к установочному входу счетчика и к первому входу элемент сравнения, первый и второй выходы которого соединены соответственно с суммирующим и вычитающим входами управляющего реверсивного счетчика, а третий выход соединен с шиной записи регистра 2).Этот фазометр дает возможность избежать получение. ложных результатов в моменты пропадания сигналов или появления импульсных помех, однако помехозащищенность его по отношению к флуктуационным шумам недостаточно высока, так как обработка сигналов в таком фазометре при измерении разности фаз не является оптимальной в смысле максимального отношения сигнал/шум. 35984 ключи 5 и б, буферный реверсивный счетчик 7 и управляющий реверсивный счетчик 8. Измеряемый и опорный сигналыОди Оояй) представляют собойимпульсы, фазовый сдвиг которых относительно друг друга необходимо измерять.Фазометр работает следующим образом.Генератор 1 опорной цастоты вырабатывает импульсы, частота которых превышает частоту входных сигналов в М раз. Поступая на шину сдвига регистра 2, эти импульсы осуществляют продвижение по регистру 2 сдвига 1 О 5 Целью изобретения является повышение помехоустойчивости фазометраУказанная цель достигается тем, что в известное устройство, содержащее генератор опорной частоты, управляющий реверсивный счетцик, регистр сдвига и ключи введены блок знакового умножения, коммутатор и буферный реверсивный счетчик, при этом выход генератора опорной частоты соединен с тактовой шиной регистра сдвига, вход которого подключен к источнику измеряемого сигна" ла, а разрядные выходы соединены со входами коммутатора, выход которого подключен к первому входу блока знакового умножения, второй вход которого соединен с источником опорного сигнала, а два взаимно инверсных выхода - с управляющими входами ключей, входы которых соединены с выходом генератора опорной частоты, а выходы - со входами суммирования и вычитания буферного реверсивного счетчика, первый и второй выходы ко" торого соединены соответственно с суммирующим и вычитающим входами управляющего реверсивного счетчика, разрядные выходы которого соединены с управляющими входами коммутатора и являются выходом фазометра.На чертеже представлена функциональная схема цифрового корреляционного фазометра.Он содержит генератор 1 опорной частоты, регистр 2 сдвига, коммутатор 3, блок 4 знакового умножения,измеряемого сигнала О Ф ), подключенногоо ко входу регистра 2 сдвига;При этом на каждом из М разрядныхвыходов регистра 2 сдвига формиру 2 в ются копии сигнала Оищ,(Ф), сдвинутые друг относительно друга на Т/Мединиц, где Т - период входных сигналов в единицах принятой системыизмерения. Задержанные копии сиг налаОИ)поступают на входы коммутатора 3, на выход которого проходит сигнал со входа, определяемогокодом числа на управляющих входахкоммутатора 3. Сигнал с выхода комЗф мутатора 3 О 4 п, 1 1 где п=0,1Мпоступает на один из входовблока 4 знакового умножения, надругой вход которого поступаетопорный сигналО ф). Блок 4 знакового умножения представляет собойлогический элемент, реализующий функ- .цию равнозначности, так как такойэлемент соответствует арифметическому умножению знаковых функцийт"мНа выходах блока 4 знакового умножения образуются взаимно инверсныезнаковые сигналы, Эти сигналы упф 5 равляют клюцамй 5 и 6, пропускающими импульсы опорной частоты с выхода генератора 1 на входы суммирования и вычитания буферного реверсивного счетчика 7, в котором осущест вляется накопление произведений.Е:о,(ц о)Это выражение соответствует получению значений ненормированнойвзаимной корреляционнои функциисигналов ООПи ОдМв точке сосдвигомопт/й. При сдвиге СФТ(/7=ТЬзначения модуля взаимной корреля5 9435 ционной функции с течением времени будут возрастать что приведет к переполнению буферного реверсивного счетчика 7. На его первом. и втором выходах ( в зависимости 5 от того С(Т/Ф или 67/4 соответственно) будут появляться импульсы, которые, поступая на входы управляющего реверсивного счетчика 8, будут изменять его содержимое. Разрядные вы ф ходы управляющего реверсивного счетчика 8 являются управляющими входа" ми коммутатора 3, поэтому изменение числа в управляющем реверсивном счетчике 8 будет приводить к переклю чению каналов коммутатора 3, а следовательно, и к изменению задержки 7 сигналаЦ,мЦдо тех пор, пока С не будет в точности равняться Т/4, что соответствует точке перехода 20 взаимной корреляционной функции сигналов О Ои Оифчерез О. Яри этом число, записанное в управляющем реверсивном счетчике 8 однозначно связано со сдвигом фаз 25 "изми Оопп) отйошениемВ Ч= - -ЙТМгде к - число, записанное в управляющем реверсивномсчетчике 8.Код числа Я поступает на выход устройства и может быть переведен в значение дЮ в нужной системе счисления.Если сигналыО (Ц и,Оыь,(Цаддитивноз смешаны с белым аумом или помехами, функция распределения которых имеет стационарный характер, такая. обработка с использованием взаимной корреляционной функции является оп- фф тимальной в смысле получения максимального отношения сигнал/шум, что ведет к повышению помехоустойчивости 98 б фазометра по сравнению с известным устройством.формула изобретенияЦифровой корреляционный фазометр, содержащий генератор опорной частоты, управляющий реверсивный счетчик, регистр сдвига и ключи, о т л ич а ю щ и й с я тем, что, с целью повышения помехоустойчивости, в него введены блок знакового умножения, коммутатор и буферный реверсивный счетчик, при этом выход генератора опорной частоты соединен с тактовой шиной регистра сдвига, вход которого подключен к источнику измеряемого сигнала, а разрядные выходы соединены со входами коммутатора, выход которого подключен к первому входу блока знакового умножения, второй вход которого соединен с источником опорного сигнала, а два взаимно инверсных выхода - с управляющими входами ключей, входы которых соединены с выходом генератора опорной частоты, а выходы - со входами суммирования и вычитания буферного реверсивного счетчика, первый и второй выходы которого соединены соответственно с суммирующим и выцитающим входами управляющего реверсивного счетчика, разрядные выходы которого соединены с управляющими входами коммутатора и являются выходом фаэометра.Источники информации, принятые во внимание при экспертизе1. Авторское свидетельство СССРМ 742824, кл. С 01 Р 25/00, 01.03.78 2. Авторское свидетельство СССРЮ 68496, кл. 6 01 а гь/00, 29.11.76., ( уф4 Уф геева Корректор И. Составитель Н,Редактор Л. Авраменко Техред М, НадьПодписное филиал ППП Патент, г. Ужгород, ул, Проектная каз 5099/50ВНИИПИ Государствепо делам изобре113035, Иосква, Жираж 717ного комитета СССРений и открытий5, Раушская наб., д, 4/5