Устройство измерения разности фаз

(51)4 С 01 К 25/ ГОСУДАРСТВЕННЫЙ КОМИТЕТ СССРПО ДЕЛАМ ИЗОБРЕТЕНИЙ И ОТКРЫТИЙ ПИСАН ОБРЕТЕНИЯ ВУ ТОРСКОМУ С ДЕТЕ 21аочный политехС.Голод, Е.С.Прус льство СССР 5/08, 1978.и измерение радионавигаред. Ю.А.Каза- радио, 1975,(21) 3933114/24-21(56) Авторское свидетУ 767664, кл. С 01 КПоиск, обнаружениепараметров сигналов вционных системах./Подрикова. М,: Советскоес, 237 - 239.(54) УСТРОЙСТВО ИЗМЕРЕНИЯ РАЗНОСТИФАЗ(57) Изобретение относится к радиоизмерительной технике. Цель изобретения - расширение функциональныхвоэможностей измеренияразности фаУстройство содержит вычислители 910 отношений и разности фаз. Введение параметрических избирательныхфильтров 1 и 2, преобразователя 3спектра, умножителя 4, сумматоров5 и .6 и амплитудных детекторов 7и 8 позволяет осуществить частотнуюизбирательность входного сигналаКез дополнительных его преобраэований. Кроме того, при работе устройства отпадает необходимость в использовании фаэосдвигающей цепочк4 илгде Л = ы; Е р, (Л) собственная Функция дифференциального оператора Ь, сопряженного операторуописывающему параметрическийфильтр;собственная функция оператора Ь;собственное знаЪ (Л) чение, соответствующее Ур, являющееся мини 55 иом7.Ьь 7 х 2 р(Л)73 ,сХр,о(2) 1 13159Изобретение относится к радиоизмерительной технике и может быть использовано для измерения разности фаз приходящих сигналов при малом отношении - шум в широком диапазоне частот.Цель изобретения - расширение функциональных возможностей измерения разности фаз за счет осуществления частотной избирательности входного 10 сигнала без дополнительных его преобразований.На Фиг, 1 представлена структурная блок-схема предлагаемого устройства; на фиг. 2 - диаграмма устойчивости параметрического фильтра, на Фиг. 3 - параметрический фильтр; на фиг. 4 - преобразователь спектра,Устройство содержит первый 1 и вто-. рой 2 параметрические избирательные 20 фильтры, входы которых объединены и подключены к источнику сигнала 778, преобразователь 3 спектра,на вход которого подается источник опорного сигнала Ц , а выход сое 25 динен с умножителем 4, первый и второй выходы умножителя 4 соответственно соединены через сумматоры 5 и 6 с вторыми входами параметрических избирательных фильтров 1 и 2. 30 Выходы первого и второго параметрических фильтров соответственно через первый 7 и второй 8 амплитудные детекторы соединены с соответствующими входами вычислителя 9 отноше ний, выход которого соединен с.вычислителем 10 разности фаз.Управляющие входы сумматоров 5 и 6 соединены с датчиками постоянных напряжений 77 и Ц а второй вход умно01 оажителя 4 - с датчиком весовых коэффициентов К.Устройство работает следующим образом.Измеряемый сигнал подается на 45 сигнальные входы параметрических избирательных фильтров 1 и 2, которые настроены в резонанс соответственно на первую и вторую квадратурные составляющие. Настройка в резо нанс осуществляется с помощью постоянного напряжения Цо, установкой которого в процессе настройки обеспечивается резонанс фильтра либо на первую (77 о,), либо на вторую (Б О 7) квадратурные составляющие (фиг, 2).Опорный сигнал подается на вход преобразователя 3 спектра, который 14 2формирует управляющее напряжение 77 Р (С). Последнее домножается в умножителе 4 на постоянный множитель К, суммируется с постоянным напряжением в сумматорах 5 и 6 и подается на управляющие входы параметрических фильтров 1 и 2. Величина К и функция - напряжение 77вычисляются при проектировании параметрического фильтра по заданной амплитудно-фазовой характеристике его.В результате на выходе первого параметрического фильтра 1 напряжение определяется первой квадратурной составляющей и равно Т нвых 1 хУр (") Х р ох(Л + ) Е р (Л) сЗЛ мальным по модулю собственнымзначением оператора Ь;фазовый сдвигмежду входнымисигналами, опорным и измеряемым;Т - период опорногосигнала.Аналогичное напряжение на выходе второго параметрического фильтра 2 определяется второй квадратурной составляющей и равно13159Отличие собственных функций У,1 (Л) и У (Я) от синуса и косинуса соответственно может быть при необхоДимости сделано незначительным путем соответствующего выбора режимов фильтров. Напряжение на выходе параметрических избирательных фильтров 1 и 2 - суть квадратурные составляющие измеряемого входного сигнала. Получение квадратурных сос- Ю тавляющих раздельно в каждом канале таким способом не требует применения фаэосдвигающего блока, являющегося одним иэ основных источников ошибок при измерении фазы, 15Присутствие в формулах (1) и (2) сомножителейТ определяет у параметрических избирательных фильтров наличие ярко выраженных фильтрующих свойств. По этой причине отношение сигнал - шум на выходе параметрических фильтров выше, чем на выходе перемножителя в известных устройствах, что приводит ЗО к уменьшению дисперсии ошибки измерения фазы.Рассмотрим пример реализации пред лагаемого устройства.Преобразователь спектра состоит 35 из последовательно включенных амплитудного ограничителя и согласованного фильтра, предназначен для формирования напряжения, управления из опорного входного сигнала и рабо" 4 О тает следующим образом.Опорный сигнал поступает на вход амплитудного ограничителя, который формирует линейчатый спектр. С выхода амплитудного ограничителя сигнал поступает на вход согласованного фильтра, выделяющего напряжение управления П (е). Требуемая форма напряжения управления П (1) рассчитывается при проектировании параметрического фильтра по заданной амплитудно-фазовой характеристике его. Согласованный фильтр проектируется по заданному напряжению управления Падр (И55Принципиальная схема параметрического фильтра представляет собой пример его схемной реализации (фиг. 3) . 14 4Параметрический фильтр содержит дваинвертирующих интегратора 11 и 12,инвертор 13 и аналоговый перемножитель 1.4 сигналов, имитирующий измеряемое сопротивление.Принципиальная схема преобразователя представляет собой пример егосхемной реализации (Фиг. 4),Принципиальная схема (фиг. 4) содержит усилитель-ограничитель 15 и фильтр 16нижних частот.Благодаря тому, что предлагаемоеустройство содержит в каждом квадратурном канале параметрический фильтр,вход которого подключен к источникуизмеряемого сигнала, а управляемыевходы указанных фильтров через последовательно включенные преобразователь спектра, умножитель и сумматоры подключены к источнику опорногосигнала, причем вторые входы умножителей связаны с выходом датчика весовых коэффициентов, а вторые входысумматоров - с выходом датчика управляющих постоянных напряжений ,необходимость в использовании фазосдвигающей цепочки отпадает и потому,точность измерений повышается,Вид амплитудно-фаэовой характеристики предлагаемого устройства можетварьироваться в широких пределахпутем соответствующего выбора формуправляющего сигнала П р (1), получаемого на выходе преобразователяспектра, а также за счет изменениявеличины коэффициента К.Таким образом, использование предлагаемого устройства измерения разности фаз сигналов обеспечивает посравнению с существующими устройствами существенное расширение функциональной возможности при определении сдвига фаз сигналов и повышаетточность измерения. формула изобретенияУстройство для измерения разности фаз, содержащее вычислитель отношений, выход которого соединен с входом вычислителя разности фаз,о тл и ч а ю щ е е с я тем, что, с целью расширения функциональных возможностей, в него введены два амплитудных детектора, преобразователь спектра, умножитель, два сумматора и два параметрических избирательных фильтра, входы которых объединены и соединены с входом устройства, а вы31591 ч 1 5 1 ходы соответственно через первый и второй амплитудные детекторы соединены с входами вычислителя отношений, второй вход устройства через преобразователь спектра соединен с первым входом умножителя, второй вход которого подключен к датчику весовых коэффициентов, а выход соединен с первыми входами первого ивторого сумматоров, управляющие входы которых соединены с датчиком постоянных напряжений, выходы которыхсоответственно соединены с управляющими входами первого и второго параметрических избирательных фильтров. Граница зоны динамической неустойчибости .реального устройства аница зоны динамической устойчибости. присурмстбии иоп Ррь1315914 оставитель И.ШУехред М.Ходанич Е.Ро ор Шулл Редак аказ 2 т 4 5 оизводственно-полиграфическое предприятие, г. Ужгород, ул. Проектная,48НИИПИпо д13035 Тир осударс ам изоб Москва, 730 енного ко тений и о -35, Рауш Подпиета СССРытийя наб., д.