Анализатор плотности распределения случайной фазы сигнала

.К АВТОРСКОМУ СВИДЕТЕЛЬСТВУ Союз СоаетсиикСфциапист лчесииаРесяубпии(53)М. Кл. с присоединением заявки М С 01 .В 25/00 йкударстввинвй кемитет СССР в делам .кзебретений и еткрыткй(23) Приоритет Опубликовано 150482 Бюллетень М 14. Дата опубликования описания 10482(54) АНАЛИЗАТОР ПЛОТНОСТИ РАСПРЕДЕЛЕНИЯ СЛУцАИНОй ФАЗЫ СИГНАЛАИзобретение относится к измери-, тельной технике.По основному авт.св. И 737862 известен анализатор плотности распределения случайной фазы сигнала, используемый преимущественно в измерительной технике при разработке Фазометров, измеряющих мгновенные значения Фазовых. сдвигов и статистические характеристики флуктуаций Фазы сигнала. Этот анализатор содержит после-.то довательно соединенные формирователь, электронный ключ и счетчик импульсов, связанный с деаифратором, который .своими выходами подключен к первымт 5 раздельным входам триггеров, эталонный генератор, счетчик периодовопорного колебания и индикаторы чис- ла импульсов, к входам которых подключены выходы элементов совпадения. Кроме того, анализатор содержитдискриминатор опережения, блокуправления и трехвходовые элементы И, первые входы каждого иэ которых подключены к прямому выходу своеготриггера, вторые входы объединеныи присоединены к одному иэ выходовблока управления, а третий вход каждого предыдущего элемента И подключен к инверсному выходу последующего,триггера, у которого вторые раздельные входы совместно подсоединены кдругому выходу блока управления,своим входом связанного с выходомФормирователя. Выход каждого трехвходового элемента И связан с общимвходом разбитых на.пары элементовсовпадения, причем свободные входывсех четных элементов совпадения под"ключены к первому выходу, а свободные входы всех нечетных - к второмувыходу дискриминатора опережения,своими входами связанного со входамиформирователя. Выход счетчика периодов подключен к свободному входуэлектронного ключа 11,Известный анализатор обеспечиваетизмерение ординат кривой плотности562 3 920 распределения случайной фазы сигнала только при какой-то одной постоянной (заранее аппаратурно обусловленной ширине интервалов, соответствующих абсциссам кривой плотности распределения). Такое структурное построение анализатора создает значительные трудности, поскольку при большой ширине интервалов становится невозможным исследование статистических характеристик с помощью данного анализатора в области малых значений случайной разности фаз, а при попытке уменьшения ширийы интервалов без изменения пределов измерений ,резко возрастает объем измерительной аппаратуры в случае необходимости статистического анализа больших значений случайных фазовых сдвигов. Отсюда вытекает, что, если в анализаторе все-таки будет предусмотрена малая ширина интервалов, соответствующих абсциссам кривой плотности распределения, то для сохранения оптимального объема измерительного устройства обязательно возникает необходимость ограничеНия пределов измерения случайной разности Фаз. Цель изобретения - повышение точ" ности измерения случайной разности Фаз за счет расширения пределов измерения.Указанная цель достигается тем, что в анализатор плотности распределения случайной фазы сигнала, содержащий последовательно соединенные формирователь, электронный ключ и счетчик импульсов, соединенный с дешифратором, который своими выходами подключен к первым раздельным входам триггеров, эталонный генератор, счетчик периодов опорного колебания и индикаторы числа импульсов, к входам которых подключены выходы элементов совпадения, содержащий также дискриминатор опережения, блок управления и трехвходовые элементы И, первые входы каждого из которых подключены к прямому выходу своего триггера, вторые входы объединены и присоединены к одному из выходов блока управления, а третий вход каждого предыдущего элемента И подключен к инверсному выходу последующего триггера, у которого вторые раздельные входы совместно подсоединены к другому выходу блока управления, своим входом связанного с выходом формирователя, при этом выход каждого трехвходового элемента И соединенс общим входом разбитых на пары элементов совпадения, свободные входывсех четных элементов совпадения подключены к первому выходу, а свободныевходы всех нечетных - к второму выходу дискриминатора опережения, свои"ми входами подсоединенного к входам 16 Формирователя, выход счетчика периодов подключен к свободному входу электронного ключа, введен, расширительвременных интервалов с переменнымкоэффициентом расширения; вход которого соединен с выходом формирователя, а выход - с входом электронного ключа и блока управления.Введение в устройство расширителя временных интервалов с переменным коэффициентом расширения позволяет расширить пределы измерения случайной разности фаз у известного анализатора за счет обеспечения возможности переключения пределов измерения ширины интервалов, соответствующих абсциссам кривой плотности распределения без существенного увеличения объема измерительной. аппаратуры.На чертеже представлена структурная схема анализатора плотности распределения случайной фазы сигнала.1 Анализатор плотности распределенияслучайной фазы сигнала содержитформирователь 1, блок 2 управления,электронный ключ 3, эталонный генератор 4, счетчик 5 импульсов, дешифратор 6, триггеры 7 с раздельнымивходами, трехвходовые элементы 8 И,элементы 9 совпадения, дискриминатор10 опережения, индикаторы 11 числаимпульсов, счетчик 12 периодов опорного колебания и расширитель 13 временных интервалов с переменным коэффициентом расширения. Формирователь1 представляет собой устройство,которое формирует интервал времени,пропорциональный мгновенному сдвигуфаз от Оо до +180 о между исследуемым фв и опорным колебаниями. дешифратор 6устроен таким образом, что появлениеимпульса на каком-либо его выходесвидетельствует о наличии сдвигафаз, укладывающегося внутри одного ф из установленных интервалов. Эти интервалы, выраженные в градусах,соответствуют заранее обозначеннымабсциссам кривой плотности распреде5 920562 ления. Дискриминатор 1 О опережения о фиксирует знак мгновенного сдвига н фаз, Если исследуемый сигнал опережа- в ет,опорный, то дискриминатор выдает е логическую "1" по первому выходу. 5 Это соответствует положительному н сдвигу фаз. В противном случае логи- к ческая "1" присутствует на втором выходе дискриминатора и соответст- л вует отрицательному сдвигу фаз. ч Рассмотрим работу анализатора в н случае, когда коэффициент расширения з(Крец) расширителя 13 задан равным Т единице и его присутствие не оказы- у вает влияния на функционирование 5 л устройства. Условно емкость счетчи- х ка 5 импульсов равна йг= 180, а И ширина установленных в дешифраторе в 6 интерь-лов, соответствующих абс- , с циссам кривой, плотности распределе о к ния Внкп 1- "10 ф. Пределы измерения 8, у анализатора в этом случае самые в большие (от 0 до +180 ), а интерва лы 8 ннтп- самые широкие. Общее число и абсцисс равно 36. после включения 25 т анализатора его схема устанавливает ся в исходное состояние, при .кото" т ром электронный ключ 3 закрыт логи- с,ческим "0" с выхода формирователя 1. и В счетчик 12 периодов опорного колеба-,0 р ния записывается число, равное ну- р лю. При этом на выходе счетчика 12 а появляется логическая Ч ", которая. и подготавливает к открыванию электрон- б ный ключ 3 На прямых выходах триг- З 5 р геров 7 присутствует логический "0" и Элементы 8 и 9 закрыты. ж.При поступлении опорного 0 и исследуемого О сигналов на выходы анализатора его принцип действия сводится к следующему, На первом вы" ходе дискриминатора опережения 10 возникает логическая "1", если опор" ный сигнал опережает исследуемый. Она подготавливает к открытию все четные элементы 9 совпадения. Формирователь 1 вырабатывает интервал вре мени, пропорциональный мгновенному сдвигу фаз, достигаещему, например, 12 , Этот интервал времени поступает в блок 2 управления, формирующий от его переднего фронта короткий импульс, подтверждающий исходное состояние триггеров 7. Одновременно импульс с выхода формирователя открывает электронный ключ 3, через который импульс эталонного генера-, тора 1 поступает в счетчик 5 г После кончания импульса, пропорциональого мгновенному сдвигу фаз, закрыается электронный ключ 3, прекращатся раббота счетчика 5 импульсов.Дешифратор 6 анализирует состояие счетчика 5 и посылает логичесую "1" на выход, соответствующийбсциссам кривой плотности распредефения в интервале 10-20 . Эта логиеская "1" воздействует на раздельый вход триггера 7, отвечающегоа интервалы фазовых сдвигов 10-20риггер опрокидывается в другоестойчивое состояние равновесия иогический "0" с его инверсного выода закрывает трехвходовый элемент8, отвечающий за интервалы фаэо"ых сдвигов 0-10 , а логическая ".1"его прямого выхода подготавливаетоткрытию трехвходовые элементыИ, отвечающие за интервалы фазоых сдвигов 1 О. В то время блокуправления формирует короткиймпульс, совпадающий с, задним Фроном выходного сигнала формирователяи через подготовленные к открытиюрехвходовый элемент 8 И и связанныйним четный элемент 9 совпаденияосылает его в индикатор 11, регистирующий ординаты кривой плотностиаспределения для положительныхбсцисс в интервале 10-20 . Во всехооследующих периодах опорного колеания работа анализатора при измеении ординат кривой плотности расределения для любых значений полоительных абсцисс аналогична описанной,Последовательность работы анализатора не изменяется, если мгновенныйФазовый сдвиг отрицательный. При этомлогическая Ч" присутствует на второмвыходе дискриминатора 10 опереженияи подготавливает к открытию все нечетные элементы 9 совпадения, Короткие импульсы блока 2 управления,совпадающие с задним фронтом выходных сигналов формирователя 1, черезподготовленные к открытию трехвходовые элементы 8 И и нечетные элементы 9 совпадения попадают в индикаторы 11, регистрирующие ординаты кри"вой плотности распределения дляотрицательных абсцисс и т.д. Такимобразом, анализатор обеспечиваетвозможность измерения ординат кривойплотности распределения как для положительных, так и отрицательныхозначений абсцисс в пределах 0-180