Способ определения фазового сдвига

(5 ТЕНИЯ кий ССР986ГО лект- испол е относится к эям и может бытьрения сдвига факоторых присут з сигитвует Япостоянная со ремя измерени ГОСУДАРСТВЕННЫЙ НОМИТЕТПО ИЗОБРЕТЕНИЯМ И ОТНРЫТИЯПРИ ГКНТ СССР ОПИСАНИЕН АВТОРСКОМУ СВИ(56) Авторское свидетельство СВ 1430904, кл . 6 01 к 25/00, 1(54) СПОСОБ ОПРЕДЕЛЕНИЯ бАЗОВО СДВИГА (57) Изобретени рорадиоизмерен зовано для изм лов, в составе п-я гармоника ющая, за малое том числе и за время измерения, меньшее периода сигнала, а также за время, на кратное периоду сигнала, с повышенной точностью и помехоустойчивостью. Цель изобретения - повынениеточности измерения фазового сдвигапри наличии в сигнале постоянной составляющей - достигается тем, чтоформируют и интегрируют измеряемыйсигнал, формируют и интегрируют косинусную составляющую опорного сигналаи косикусную составляющую и-й гармониия опорного сигнала и определяютзначение Аазового сдвига по результатам интегрирования и с учетом вс сформированных сигналов. Устройств реализующее способ, содержит генер тор 1 опорного напряжения, перемно165 1227 ляет уменьиить погрешность измеренияпри существенном повышении быстродействия измерения за счет уменьшения 5времени измерения, 4 ил. Изобретение относится к области электрорадиоизмерений, может быть использовано для измерения сдвига фаз сигналов, в составе которых присутствует и-я гармоника и постоянная15 составляющая, за малое время измерения, в том числе и за время измерения меньше периода сигнала а 1 акже за время некратное периоду сигнала, с повышенной точностью и помехоустойчивостью,и является усовершенствова 20 нием способа по основному авт.св, М 1430904.Цель изобретения - повышение точ,Гности измерения Фазового сдвига при наличии в сигнале постоянной состав 25 ляющей.На фиг 1 приведена с туктур ная схема устройства, реализующего предлагаемый способ; на фиг, 2 - вариант схемы блока управления; .на Фиг. 3 - 30 вариант схемы генератора опорного напряжения; на Фиг. 4 - временные диаграммы работы блока управления.Устройство, реализующее предлагаемый способ, содержит генератор опор ного напряжения 1, перемножители 2-5, квадраторы 6-9, перемножнтели 10 и 11, интеграторы 12-24, вычислительный блок 25, индикатор 26, блок27 управления, причем генератор 1 40опорного напряжения выходом, являю - щимся выходом синусной составляющейопорного сигнала, подключен к первому входу перемножителя 2, к входуквадратора 6 и к первому входу переноитея 10, выходо, являющимсвыходом косинусной составляющей опорного сигнала, подключен к первомувходу перемножителя 3, к входу квадратора 7, к первому входу перемнояителя 11 и к входу интегратора 23, выходом являющимся выходом синуснои составляющей и-й гармоники опорногосигнала Подключен к первому входуперемножителя 4, к входу квадратора558 и к второму входу перемножйтеля 10,выходом, являющимся выходом косинусной составляющей и-й гармоники опорного сигнала, подключен к первому разом. жители 2-5, квадраторы 6-9, перемножители 10, 11, интеграторы 12-24, вычислительный блок 25, индикатор 26, блок 27 управления. Способ позвовходу перемножителя 5, к входу квадратора 9, к второму входу перемножителя 11 и к входу интегратора 24,вторые входы перемножителей 2-5 подключены к шине входа измеряемого сигнала, подключенной также к входуинтегратора 12, выходы перемножителей 2-5 подключены к входам соответственно интеграторов 13-16, выходыквадраторов 6-9 подключены к входамсоответственно интеграторов 17-20,выходы перемножителей 10 и 11 подключены к входам соответственно интеграторов 21-22, выходы интеграторов12-24 подключены к входам вычислительного блока 25, выходом подключенногок индикатору 26,Блок 27 управления содержит Формирователь 28 импульса пуска, времязадаюший элемент 29 и формирователь 30импульсов, последовательно соединенные между собой, Выходом блока 27 управления являются шины С 1 и 3 , причем шина ц является выходом времязадающего элемента 29, а шина о является выходом формирователя 30 импульсов. Нина С 1 подключена к управляюшимвходам генератора 1 опорного напряжения и интеграторов 12-24, а шина)подключена к управляющим входаминтеграторов 12-24 и индикатора 26. Генератор 1 опорного напряжения содержит тактовый генератор 31, вход которого подклЮчен к выходу О блока 27 управления, четыре запоминающих устроиства 32 35, входы которых подключены к выходу тактового генератора 31 и четыре цифроаналоговьж преобразователя 36-39, входы которых подключены к соответствующим выходам запоминающих устройств 32-35, а выходы являются выходами синусной и косинусной составляющих опорного сигнала и синусной и косинусной составляющих п-й гармоники опорного сигнала генератора 1 опорного напряжения.Способ реализуется следующим об/(1 ц)гжгс Т:т:,ф 1)+ р фг,) у лТ ( 13 3ой 51 ЮЩЕ ОП О и 11 гегратсрной состд:-лцала;интеграторсоставляк)111 еопорного сиинтегрд.торнусных состсигнала и е осинусного сигг емого сигнал син состав,ющеи опорно ор перемцож о сигнала; косинусой ных изосинусной интегр меряем квадратаи и и гаргнала; о сигнала иющей опорног ТО составл о сит нала; нных измеор перемноже ПЕРЕМНГлжЕавляюш 1 хго и - й гакосинусо тегр емог ьг,с уснаоник сигнала и с, ющая п-й гар орно моники; состав опорного сигнал- интегратор пере ряемого сигнала нтеграт ЛЯЮТ)Ей П ноженных измен косинуснойрного сигнала;ата синусной гармоники опорного сигнала яющеи ог тор квац ост змеряемого сигнаграт т инте ода вычислит ЯВЛЯЮЩИТСЯ Р ока составлйю 11 ет оп интегратор квад составляющей порного рата с й гарм сигнала,НУСНОйоники ЕЛЬОГОезультатнцнка т Гльта т вь ом изме) 2 б, ко сигнал,оступает цд поминает ре импульса п ем его до о я. РЕТ ИЯ, П торый за ДЕйС тВТГ жает зат опорного сигна- интегратор пер нусных составла времяи отобраследующего ых си- орного нож 1 ПЦЕ онча ния юших змерени Технопорсигнала и и-и ного сигнала;ТОНИ скии эФается г ект настовозможносмерения ко-экоцомиче ос.оба заключ ящего с ти умен при сущ шения погрешности иэ 1 б 512Иомент нд 1 дла измерения Г)орнтируется рормирГ)1 ателем 28 импульса пуска блока 27 ут 1 ряв)1 ения, работающего в ручном или автоматическом ре)тдме.5 Времязадающий элемент 29 блока 27 управления д)ормрует импульс, равный по длительности времени измерения Т который по нине Д подается на генератор 1 опорного напряжения, на управляющий вход тактового генератора 31 и на интеграторы 12-24. В течение времени интегрирования генератор 1 опорного напряжения Аормирует сину- сную и косинусную составляющие опорного сигнала, которые подаются на перемножители 2 и 3, квадраторы 6 и 7. перемножители 10 и 11, интегратор 23, синусную и косинусную составляю 11 ие и-й гармоники опорного сигнала, кото 20 рые подаются на перемножители 4 и 5, квадраторы Я и 9, пере:)ножители 10 и 11, интегратор 24. Перемноженные с измеряемым сигналом синусная и косинусная составляющте опорного сИг 51 а ла и синусная и косинусная составляющие и-й гармоники опорного сигнала, квадрированные синусная и косинусная интегратор перемноженных- интегратор косинусой соста ляющей опорного сигнала;276составля 1)нТие 1)порцо о сигнала и синус ндя и Т,оси цус на я составляющие п-й гдрмоцикц опорцГ го сигнала, перемноженные межлу собой синусная сов тсв)яю 1 дя от 101)н 01 Г) с игна.та и синус цдя составляющая и-й гармоники опор- Г го еигцдлд, косинусндя составляющая опор 1111 го сигцд)д и косицусная составляющая и - й гармоники опорного сигнала, косццусцая ссставляющая опорного сигнала, косинусная составляк)1 пая и-й гармоники опорного сигнала, а также измеряемый сигнал интегрируются в течение времени Т . После окоцчания интегрирования результаты запон 11 аются цд время Т, равное длительности импульса с выхода Аормирователя импульсов 30 в блоке управления 27, поступающего по Тшне Г) на ицтеграторы 12 - 24 и индикатор 2 б. Сигналы с в 1 хоцовинтеграторов 12-24, которые в течение действия импульса 1 С ШИНЕ 5 ПОСтОЯНЦЫ ВО ТлРЕМЕЦИ, ПО- даются на входы вычислительного блока, где прслпсходит иттреобразование в тцяровую г)орму ц вычисление резуль. тата измерения по Г)орну:1 е венном повышении 1 ыстроцеиствия измерения за счет уменьшения времени измерения. Особенно это важно при измерении сдвига фаз сигналов на инфранизких частотах при времени измерения, меньшем периода сигнала. При временах измеренйя меньпшх периода сигнала, при наличии в сигнале гармоник и постоянной составляющей измерение фазового сдвига известными способами становится фактически невозможным из-за больших погрешностей. Для измерения с приемлемой точностью время измерения необходимо увеличить до значения, кратного периоду или полупериоду сигнала. Используя настоящий способ, время измерения, например, по сравнению с известным способом, можно уменьшить, как минимум, наф один-два порядка без существенного увеличения погрешности измерений, Формула и з о бр ете нияСпособ определения фазового сдвцга по авт.св. Р 1430904, о т л и ч а ющ и й с я тем, что, с цеЛью повышения точности измерения и быстродействия при наличии в сигнале постоянной составляющей, формируют сигналдополнительно интегрируя измеряемый сигнал, и сигналыи , интегрируя соответственно косинусную составляющую опорного сигнала и косинусную составляющую и-й гармоники опорного сигнала, затем по результатам интегрирования и с учетом всех сформированных сигналов определяют значение фазового сдвига по формуле.Произволе Заказ 285 ВНИИПИ Го Тираж 414 комитета по изо Г 1 о ква, Ж, Р енно-издательский комбинат ретениям ушская н орректор И. Самборск Подписноеоткрьггиям при ГКНТ С д. 4/5