Корреляционный измеритель фазы

 

КОРРЕЛЯЦИОННЫЙ ИЗМЕРИТЕЛЬ ФАЗЫ, содержащий первый и второй корреляторы , каждый из которых состоит из последовательно включенных двухвходового перемножителя и интегра тора , генератор опорного напряжения, выход которого подключен к вторым входам корреляторов, причем к первому коррелятору непосредственно, а к второму через фазовращатель на 90f определитель отношений, выходы которого соединены с блоком вычисления арктангенса, отличающийся тем, что, с целью повышения точности измерения, в него введены второй фазойращатель на 90° третий и четвертый корреляторы, вычислители суммы и разности, причем первые входы первого и второго корреляторов объединены и подключены к выходу второго .фазовращателя, а первые входы третьего и четвертого корреляторов объединены с входом второго фазовращателя .и подключены к сигнальному входу измерителя , второй вход третьего коррелятора подключен к выходу первого фазовращателя, а второй вход четвертого коррелятора объединен с входом первого фазовращателя, при этом выходы корреляторов подключены: первого - к второму входу вычислителя суммы, второго - к первому входу вычислителя разности, третьего - к первому входу вычислителя суммы,а четвертого - к второму входу вычислителя разности, выходы вычислителей разности и суммы подключены к входам определителя отношений.

COOS СОВЕТСКИХ

СОЦИАЛИСТИЧЕСКИХ

РЕСПУБЛИК

3(50 G 01 R 25 00

ОПИСАНИЕ ИЗОБРЕТЕНИЯ

К АВТОРСКОМУ СВИДЕТЕЛЬСТВУ

ГОСУДАРСТВЕННЫЙ КОМИТЕТ СССР

FIO ДЕЛАМ ИЗОБРЕТЕНИЙ И ОТКРЫТИЙ (21) 3536583/18-21 (22) 10.01.83 (46) 07.05.84 Бюл, Р 17 (72} М.И.Малыкин (53) 621.317.77 (088.8) (56) 1. Авторское свидетельство СССР

9 174711, кл, G 01 R 25/00, 1947.

2. Пестряков В.Б. Фазовые радиотехнические. системы. М., "Радио", 1968, рис ° 6.6.2, (прототип). (54)(57) КОРРЕЛЯЦИОННЫЙ ИЗМЕРИТЕЛЬ

ФАЗЫ, содержащий первый и второй корреляторы, каждый из которых состоит из последовательно включенных двухвходового перемножителя и интеграто. ра, генератор опорного напряжения, выход которого подключен к вторым входам корреляторов, причем к первому .коррелятору непосредственно, а к второму. через фаэовращатель на 90, определитель отношений, выходы которого соединены с блоком вычисления арктангенса, отличающийся тем, что, с целью повышения точности

„„SU„„9 А измерения в него введены второй фаI о зовращатель на 90, третий и четвертый корреляторы, вычислители суммы и разности, причем первые входы первого и второго корреляторов объединены и подключены к выходу второго .фазовращателя, а первые входы третьего и четвертого корреляторов объединены с входом второго фазовращателя ,и подключены к сигнальному входу измерителя, второй вход третьего коррелятора подключен к выходу первого фазовращателя, а второй вход четвертого коррелятора объединен с входом первого фазовращателя, при этом выходы корреляторов подключены: перво- го — к второму входу вычислителя Е суммы, второго — к первому входу вычислителя разности, третьего — к пер- j вому входу вычислителя суммы, а чет- вам вертого — к второму входу вычислите- %а в ля разности,. выходы вычислителей разности и суммы подключены к входам Я определителя отношений.

1091092

Изобретение относится к радиоиз= мерительной технике и может быть использовано для измерения фазы сигнала при относительно небольшом периоде колебаний сигнала времени иэмерения.

Известен корреляционный измеритель фазы сигнала, содержащий два коррелятора, каждый иэ которых состоит иэ последовательно соединенных перемножителя и интегратора, и опре- 10 делитель отношения, входы которого подключены к выходам, интеграторов, а выход соединен с .блоком вычисления артктангенса, причем вход одного канала соединен с,вторым входом перемножителя второго канала непосредственно, а вход второго канала с вторым входом перемножителя первого канала через фазовращатель на

90 f1) .

Однако известное устройство обла дает недостаточной точностью измерения.

Наиболее близким техническим решением к изобретению является корреляционный измеритель Фазы сигнала, содержащий два коррелятора, .каждый из которых состоит иэ последовательно соединенных перемножителя и интегратора, генератор опорного напряжения, выход которого подключен к вторым входам перемножителей, причем к одному иэ них непосредственно, а к второму через фаэовращатель на 90, опо ределитель отношения, входы которого подключены к выходам интеграторов, а выход соединен с вычислителем арктангенса f2) .

Такой корреляционный измеритель

Фазы характеризуется недостаточно высокой точностью иэ-эа наличия перио- 40 дических погрешностей, которые в зависимости от отношения времени интегрирования к периоду колебаний сигнала могут достигать величины порядка 8. 45

Цель изобретения — повышение точности корреляционных измерителей фазы путем исключения периодических погрешностей.

Указанная цель достигается тем, что в измеритель, содержащий первый и второй корреляторы, каждый из кото. рых состоит иэ последовательно включенных двухвходового перемножителя и интегратора, генератор опорного напряжения, выход которого подключен ко вторым входам корреляторов, причем к первому коррелятору непосредст. венно, а к второму через фазовращао тель на 90, определитечь отношений, выходы которого соединены с блоком 60 вычисления арктангенса, введены второй фазовращатель на 90, третий и четвертый корреляторы, вычислители суммы и разности, причем первые входы первого и второго корреляторов объединены и подключены к выходу второго фаэовращателя, а первые входы третьего и четвертого корреляторов объединены с входом второго фаэовращателя и подключены к сигнальному входу измерителя, второй вход третьего коррелятора подключен к выходу первого фазовращателя, а второй вход четвертого коррелятора объединен с входом первого,фазовращателя, при этом выходы корреляторов подключены: первого — к второму входу вычислителя суммы, второго — к первому входу вычислителя разности, треть. его — к первому входу вычислителя суммы, а четвертого — к второму.входу вычислителя разности, выходы вычислителей разности и суммы подключены к входам определителя отношений.

На чертеже изображена функциональ/ ная схема предлагаемого измерителя.

Измеритель содержит первый 1, второй 2, третий 3 и четвертый 4 корреляторы, первый 5 и второй 6 фазовращатели на 90, генератор 7 опорного о напряжения, вычислитель 8 разности, вычислитель 9 суммы, определитель 10 отношения и вычислитель 11 арктангенса.

Первые входы перемножителей корреляторов 1 и 2 соединены с выходом первого фазовращателя 5 на 90, а первые входы перемножителей корреляторов

3 и 4 — с его входом. Вторые входы перемножителей корреляторов 1 и 4 соединены с выходом генератора 7 опорного напряжения, а перемножителей корреляторов 2 и 3 — с выходом второго фазовращателя на 90.

Выходы корреляторов 1 и 3 соединены с входами вычислителя 9 суммы, а корреляторов 2 и 4 — с входами вычислителя 8 разности. Выходы вычислителя 9 суммы и вычислителя 8 разности подсоединены к входам определителя 10 отношения, выход которого связан с входом вычислителя 11 арктангенса.

Устройство работает следующим образом.

Входной сигнал 0,(Ц=Аэ пфо " ), фаза Р которого подлежит измерейию, поступает на входы корреляторов 3 и 4. На входы корреляторов 1.и 2 поступает задержанный наи(2 фаэовращателем б на 90 сигналU<(t)=Aiba(vt P) .

На вторые входы корреляторов 1 и 4 поступает напряжение0 (Ц=й, щи с выхода опорного генератора .7, а на вторые входы корреляторов 2 и 3 подается задержанное на 2 фазовращателем 5 на 90 опорное напряжение U ®=

=A cod vt . На выходах корреляторов образуются корреляционные интегралы соответственно т

z,=(u„H) b.ЬИ ., о

1091092

i А8

ZQ=Z2 "Zi = < 6»лpy а на выходе вычислителя 9 суммы

1 11t А8

Z Š= — cos p.

Составитель В.Шубин

Редактор Н.Безродная Техред N.Тепер Корректор A,Çèìoêîñîâ.

Заказ 3076/42 Тираж 711 Подписное

ВНИИПИ Государственного комитета СССР по делам изобретений и открытий

113035, Москва, Ж-35, Раушская наб., д. 4/5

Филиал ППП "Патент", r.Óæãîðîä, ул.Проектная, 4 т

>2 ) Uë .)uo(t)dt) о

Т

42* 02® 4® у

Т

r.,ВЦ<цН, Воспользовавшись решением корреля.ционных интегралов и учтя, что фаза сигнала О, равна Р, а фаза сигнала !9

0 равна p+ $, получаем: ,1 ° (соь б ею(ею 84 ссе е1 28) . 2о.

2,: — fcosp8+coep е < 8--е з 8); 15

А . Я

2 2< 1

Х вЂ” tt:os8-eiapein 8- соз|3е 26);

1

7, " — (sin(%+ cospein 8-2wnpen28).

Я, В этих выражениях члены, содержащиесоз р8 и sin Р8 определяют истинное значение корреляционных интегралов, а остальные члены — периодические погрешности. На выходе вы- 25 числителя 8 разности получаем

Если учесть, что величина — опАЕ ределяет амплитуду сигнала, то очевидно, что Е, и Е2 представляют собой истинные значения корреляционных интегралов, свободные от периодических погрешностей.

На выходе определителя 10 отношения образуется отношениеЕд Е„ а на выходе вычислителя 11 арктангейса— значение фазы р

Таким образом, попарно вычитая и суммируя значение корреляционных интегралов, на выходах вычислителей суммы и вычислителя разности образуются значения корреляционных интегралов, свободные от периодических погрешностей, за счет чего и повышается точность измерений фазы.