Устройство для определения среднеквадратичного отклонения флюктуации фазы

 

УСТРОЙСТВО ДЛЯ ОПРЕДЕЛЕНИЯ СРЕДНЕКВАДРАТИЧНОГО ОТКЛОНЕНИЯ ФЛОКТУАЦИИ ФАЗЫ, содержащее усилительограничитель , три элемента совпадения , генератор, триггер, счетчик и индикатор, причем первые входы, первого и второго элементов совпадения объединены и подключены к выходу триггера, второй вход третьего зле- , мента совпадения соединен с выходом усилителя-ограничителяi второй вход второго элемента соединен с выходом генератора, а его выход через счетчик - с выходом-.нулевой установки триггера, отличающееся тем, что, с целью повышения точности ,,.оно снабжено дополнительно вторым и третьим счетчиками, блоком задержки и вторым триггером, причем вход единичной установки второго триггера соединен с пусковым входом устройства, а выход - с первым входом третьего элемента совпадения, выход которого соединен с входом вто рого счетчика, промежуточный выход второго счетчика через блок задержкй соединен с входом единичной установки первого триггера, а выход с входом нулевой установки второго триггера, третий вход первого элемента совпадения соединен с выходом генератора , а выход - с входом третьего счетчика, выходы которого соединены с входами индикатора, при этом второй вход элемента .совпадения соединен с выходом усилителя-ограничителя .

(19) Î)) СОЮЗ СОВЕТСКИХ

° NV

РЕСПУБЛИК

Я(51) 6 01 Й 25/00

ГОСУДАРСТВЕННЫЙ КОМИТЕТ СССР

Il0 ДЕЛАМ ИЗОБРЕТЕНИЙ И ОТКРЫТИЙ

ОПИСАНИЕ ИЗОБРЕТЕНИЯ

Н АВТОРСКШВ СВИДЕТЕЛЬСТВУ (21) 3647916/24-21 (22) 29.09.83 (46) 23.06.85. Вюл. В 23 (72) Э.С.Кирицев, В.К..Кошелев и И.Г.Фрумсин (53) 621.317.77 (088.8) (56} Труды ТИР и ЭТа, т. ХЧ1. Изд-во

Томского университета, 1970.у

Авторское свидетельство СССР

Ф 601631, кл. G Ol R 25/00, 1978. (54)(57) УСТРОЙСТВО ДЛЯ ОПРЕДЕЛЕНИЯ

СРЕДНЕКВАДРАТИЧНОГО ОТКЛОНЕНИЯ ФЛ10КТУАЦИИ ФАЗЫ, содерхащее усилительограничитель, три элемента совпадения, генератор, триггер, счетчик и индикатор, причем первые входы первого и второго элементов совпадения объединены и подключены к выходу триггера, второй вход третьего элемента совпадения соединен с выходом усилителя-ограничителя, второй вход второго элемента соединен с выходом генератора, а его выход через счетчик « с выходом .нулевой установки триггера, о т л и ч а ю щ е е с я тем, что, с целью повышения точности,,оно снабхено дополнительно вторым и третьим счетчиками, блоком задераки и вторым триггером, причем . вход единичной установки второго триггера соединен с пусковым входом устройства, а выход - с первым входом третьего элемента совпадения, выход которого соединен с входом вто рого счетчике, промежуточный выход второго счетчика через блок задержки соединен с входом единичной уста« ковки первого триггера, а выход с входом нулевой установки второго триггера, третий вход первого элемента совпадения соединен с выходом ге,нератора, а выход — с входом третьего счетчика, выходы которого соединены с входами индикатора, при этом второй вход первого элемента ,совпадения соединен с выходом усилителя-ограничителя.

1 11632 изобретение относится к измерительной технике и может быть использовано в фазовой радиотехнике.

Цель изобретения — повышение точ/ ности за счет введения в устройство дополнительных элементов и связей, обеспечивамцих формирование сигча-, лов, длительности которых определяются величиной флюктуации фазы и значительно превосходят длительности сиг- 1б налов в..известных устройствах. При измерении сформированных сигналов инструиЕнтальные ошибки приведут к незначительныи погрешностям при определении среднеквадратичного откло,нения флюктуации фазы.

На фиг.l приведена структурная схема устройства для определения среднеквадратичного отклонения флюктуации фазы, на фиг,2 - схема блока задержки.

Устройство содержит триггер 1, выход которого соединен с первым входом элемента 2 совпадения, второй axon KOTopoI o соединен с выхо- 25 дом усилителя-ограничителя 3, а выход — с входом счетчика 4. Выход счетчика 4 соединен с входом нулевой установки триггера 1, а промежуточный выход счетчика 4 через блок 5 задержки — с входом единичной установки триггера 6. Выход триггера 6 соединен с первыии входами элементов 7 и 8 совпадения. Второй вход элемента 8 совпадения соединен с выходом усилителя-ограничителя 3, à его третий вход объединен с вторым входом элемента 7 совпадения и соединен с выходом генератора 9. Выход элемента 7 совпадения через счетчик 10 соединен с входом нулевой установки триггера 6. Выход элемента 8 совпадения соединен с входом счетчика !1, выходы которого соединены с входами индикатора 12.

Счетчик 4 состоит из двух счетчиков и формирователя импульсов. Вход формирователя импульсов соединен с выходом первого счетчика, а его выход - с входом второго счетчика, выход которого является выходом счетчика 4. Промежуточным выходом счетчика 4 является выход формирователя импульсов. Блок 5 задержки (фиг.2 ) состоит из триггера 13/ схе мы 14 совпадения, генератора 15 высокой частоты и счетчика 16. Счетчик !l состоит as последовательно соединенных десятичных счетчиков.

79 2

Индикатор 12 состоит из дешифраторов; число которых равно числу десятичных счетчиков, входящих в счетчик 11, и такого же числа лампочек индикации. Выходы каждого дешифратора соединены с выходами соответствующего десятичного счетчика, а выходы — с входами индикаторов.

Устройство работает следующим образом.

Измеряемый сигнал поступает на вход усилителя-ограничителя 3 и с его выхода — на вход элементов 2 и 8 совпадения. Перед началом измерения триггеры 1 и 6 находятся в нулевом состоянии, низкие потенциалы с них поступают на элементы 2 и 8 совпадения, и сигналы на выход элементов совпадения не проходят, Счетчики 4, 10 и 11 обнулены. Измерение начинается при поступлении пускового импульса на вход едиичной установки триггера l, Высокий потенциал с триггера 1 поступает на элемент 2 совпадения и измеряемый сигнал с его выхода поступает на вход счетчика 4. С промежуточного выхода счетчика 4 на вход блока 5 задержки поступают импульсы, совпадающие с задними фронтами измеряемого сигнала. Период следования импульсов близок к интервалу корреляции фазовых флюктуаций с „.

При поступлении на вход блока 5 задержки (вход единичной установки триггера 13 )импульса, триггер 13 переходит в единичное состояние и высокий потенциал с его выхода поступает на схему 14 совпадения.

Импульсы высокой частоты с генератора 15 начинают поступать на вход счетчика 16. При переполнении счетчика 16 импульс с его выхода задержанный относительно входного на интервал Т > и кратный периоду частоты принимаемого сигнала, поступает на вход нулевой установки триггера 13 и на выход блока 5. Триггер 16 устанавливается в нулевое состояние и низкий потенциал с его выхода запрещает прохождение импульсов высокой частоты через схему 14 совпадения. Величина интервала за-. держки определяется периодом импульсов высокой частоты и емкостью счетчика 16. С выхода блока 5 задержки импульсы поступают на вход единичной установки триггера 6. Высокий потенциал с три гера 6 поступает на элементы 7 и 8 совпадения.

l 163279 4 мого сигнала от номинальной длительности полупериода. Однако, если фаза принимаемого сигнала флюктуирует медленно, например, принимаемый сигнал представляет собой узкополосную смесь синусоидального сигнала с шумом, то длительности полупериодов принимаемого сигнала будут практически совпадать с номинальной длительностью. Длительность полупериода такого сигнала имеет нормальный закон распределения с математическим ожиданием, равным номинальной длительности полупериода сигнапа. Величина среднеквадратического отклонения (флюктуации длительности полупериода Ь определяется следующим .выражением:

4 а

27а ь

Пусть f = 10 кГц и дй о 10 Гц.

;Тогда при а = 3 имеем bq 0 33 (рад . а 6 0,005 мкс, а при а 2, iS,5 рад,. ЬФ0,0075 мкс.

В известном устройстве.для определения величины 5 осуществляется as,менение малых интервалов (их длительности определяются отклонениями

S0 .полупериодов принимаемого сигнала от номинальной длительности напуй1: риода ),, длительности которых близки к 4. Инструментальные ошибки при измерении столь малых интервалов э% приводят к значительным погрешностям при определении бц .

В предлагаемом устройстве измеряе-. мые интервалы определяются разностью з

Импульсы высокой частоты с генератора 9 поступают через элемент 7 совпадения на счетчик 10. Емкость счетчика 10 выбирается такой, при. которой импульс на его выходе появляется через интервал времени, равный половине периода частоты изме-: ряемого сигнала и переводит триггер 6 в нулевое состояние. На выходе триггера формируются опорные сигналы, длительность которых равна половине периода частоты измеряемого сиг нала. Опорные сигналы с триггера 6 поступают на первый вход элемента 8, на второй его вход поступает измеряемый сигнал с усилителя-ограничителя 3, а на третий вход — импульсы высокой частоты с генератора 9. При флюктуации фазы применяемого сигнала опорные сигналы частично совпадают с положительными полупериодами измеряемого сигнала. Длительности интервалов совпадения определяется разностью между интервалами, содержащими фиксированное число периодов принимаемого сигнала (длительность этих интервалов превышает также Ez.), и интервалами.,длительность которых

T „„ равна номинальной длительности того же числа периодов.

Пачки импульсов с выхода элемента 8 совпадения, соответствующие интервалам совпадения, поступают на счетчик ll и суммируются там.Время измерения (число суммируемых пачек импульсов ) задается емкостью счетчика 4. При переполнении счетчика 4 импульс с его выхода поступает на вход нулевой установки триггера 1, Низкий потенциал с триггера I поступает на элемент 2 совпадения и запрещает прохождение на его выход сигнала. Измерение фпюктуации фазы при этом заканчивается Число, зафиксированное в счетчике Il индицируется индикатором 12. Оно определяет среднюю длительность интервалов совпадейия, а последняя — среднеквадратичное отклонение флюктуации фа,зы.

Предложенное устройство для определения среднеквадратичного отклонения флюктуации фазы в отличие от известного позволяет повысить точность измерения. Действительно, для определения .среднеквадратичного отклонения флюктуации фазы в известном устройстве измеряются отклонения длительности полупериодов принимввгде a — отношение сигнал/шум принимаемой смеси; — номинальная частота принимаемого сигнала

Я! 1- нормированное значение кор Л( реляционной функции узкополосного шума при интервале, равном номинальной длительности полупериода.

Расчет R(c) производится по следующей фбрмуле:

Мп()7д 7)

R(7,) еоз (2д )

УдФt l

М где д f — ширина спектра принимаемого сигнала смеси .Величина флюктуации фазы 4 для смеси сигнал(шум рассчитывается по сле-. дующей формуле:

1 ш

I I 63279

Составитель АД1убин

Техред 3I.Êoöþáíÿê Корректор В.Вутяга

Редактор А. Сабо

Заказ 4101/46 Тираж 748 Подписное

ВНИИПИ Государственного комитета СССР по делам изобретений и открытий

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

Филиал ППП "Патент", r. Ужгород, ул. Проектная, 4

5 двух интервалов. Первый интервал равен суммарной длительности фиксированного числа периодов входного сигнала и превышает длительность интервала корреляции Т„ фазы принимаемого

1 сигнала (Ф„ --g-), Второй интервал равен номинальной длительности того же числа периодов сигнала.

Среднеквадратичное значение разности указанных интервалов Ьр в Г2 раэ превышает величину флюктуации фронтом принимаемого сигнала (поскольку определяется разностью положений двух независимо фпюктуарующих фронтов ). При значениях dt 3 и 2, соответствующие значения 6 примерно равны 11 и 16 мкс . При измерении интервалов близких к 4< инструментальные ошибки приводят

Ip к пренебрежимо малой погрешности

"при определении b,

Устройство для определения среднеквадратичного отклонения флюктуации фазы Устройство для определения среднеквадратичного отклонения флюктуации фазы Устройство для определения среднеквадратичного отклонения флюктуации фазы Устройство для определения среднеквадратичного отклонения флюктуации фазы 

 

Похожие патенты:

Изобретение относится к измерительной технике, в частности к устройствам для определения фазочастотных характеристик четырехполюсника

Изобретение относится к области электротехники и может быть использовано для контроля фазового угля при чередовании фаз питающих фидеров для стрелочных переводов на железнодорожном транспорте

Изобретение относится к области электротехники и может быть использовано для контроля фазового угля при чередовании фаз питающих фидеров для стрелочных переводов на железнодорожном транспорте

Изобретение относится к фазоизмерительной технике и может быть использовано для определения угла сдвига

Изобретение относится к радиотехнике, а именно к технике радиосвязи, и предназначено для использования в составе устройств цифровой обработки сигналов при обработке узкополосных сигналов с компенсацией помех при приеме сигналов с фазоразностной модуляцией

Изобретение относится к электроизмерительной технике и может быть использовано в прецизионных метрологических приборах, а также в счетчиках реактивной электрической энергии в электросетях

Изобретение относится к релейной защите и может применяться, в частности, для защиты электроустановок высокого напряжения

Изобретение относится к измерительной технике и предназначено для измерения радиальной скорости объекта в многочастотных импульсных РЛС одновременного излучения; может быть использовано в радиолокационных и навигационных системах для однозначного определения доплеровской скорости

Изобретение относится к электротехнике и может быть использовано в устройствах релейной защиты в качестве реле направления мощности

 

Наверх