Устройство для измерения угла сдвига фаз между двумя модулированными гармоническими сигналами

 

УСТРОЙСТВО ДЛЯ ИЗМЕРЕНИЯ УГЛА СДВИГА ФАЗ МЕЖДУ ДВУМЯ МОДУЛИРОВАННЫМИ ГАРМОНИЧЕСКИМИ СИГНАЛАМИ , содержащее генератор эталонной частоты, соединенный с одним из входов электронного ключа через умножитель частоты, регистратор, вход которого подключен к выходу электронного ключа, и связанные с электронньм ключом два канала, каясдый из которых включает в себя фиксатор уровня, блок выделения моментов перехода сигналов через максимальное значение и генератор ударного возбуждения. вход которого подключен к одному из входов блока выделения моментов перехода сигнала через максимальное значение, отличающееся тем, что, с целью повышения, точности. измерения, каждый канал снабжен усилителем глубины модуляции, вход которого совмещен с одним из входов устройства , и цифровым фильтром, представляющим собой двоичный счетчик, два многовходовых элемента И и дьа формирователя, причем,выход усилителя глубины модуляции связан с входом фиксатора уровня, выход которого соединен -с входом двоичного счетчика и одним из входов обоих элементов И, а каждый из остальных входов упомянутых элементов И соединен с выходом соответствующего разряда двоичного счетчика, при этом выход каждого из элементов И связан с входом одного из формирователей, выход каждого из которых соединен с соответствующим входом блока выделения моментов перехода сигнала через максимальное значение и генератора ударного возбуждения.

СОЮЗ СОВЕТСКИХ

СОЦИАЛИСТИЧЕСН ИХ

РЕСПУБЛИК (!91 (11>

SU (51)4 01 R 25/00

ОПИСАНИЕ ИЗОБРЕТЕНИЯ

К АВТОРСКОМУ СВИДЕТЕЛЬСТВУ

ГОСУДАРСТВЕННЫЙ КОМИТЕТ СССР

ПО ДЕЛАМ ИЗОБРЕТЕНИЙ И ОТКРЫТИЙ (21) 3692962/24-21 (22) 19.01.84 (46) 07.11.85. Бюл. И 41 (71) Ленинградский электротехнический институт связи им.проф.М.А.БончБруевича (72) С.Т.Виграненко и С.В.Костриц (53) 621.317.77(088.8) (56) Авторское. свидетельство СССР

И 311214, кл. С 01 R 25/00, 1971., Авторское свидетельство СССР

У 651269, кл. G 01 R 25/00, 1979. (54)(57) УСТРОЙСТВО ДЛЯ ИЗМЕРЕНИЯ

УГЛА СДВИГА ФАЗ МЕЖДУ ДВУМЯ МОДУЛИРОВАННЫМИ ГАРМОНИЧЕСКИМИ СИГНАЛАМИ, содержащее генератор эталонной частоты, соединенный с одним из входов электронного ключа через умножитель частоты, регистратор, вход которого подключен к выходу электронного ключа, и связанные с электронным ключом.два канала, каждый из которых включает в себя фиксатор уровня, блок выделения моментов перехода сигналов через максимальное значение и генератор ударного возбуждения, I вход которого подключен к одному иэ входов блока выделения моментов пе. рехода сигнала через максимальное значение, о т л и ч а ю щ е е с я тем, .что, с целью повышения. точности измерения, каждый канал снабжен усилителем глубины модуляции, вход .которого совмещен с одним из входов устройства, и цифровым фильтром, представляющим собой двоичный счетчик, два многовходовых элемента И и дВа формирователя, причем, выход .усили- теля глубины модуляции связан с входом фиксатора уровня, выход которого соединен -с входом двоичного счетчиQ ка и одним из входов обоих элементов

И, а каждый из остальных входов упомянутых элементов И соединен с выходом соответствующего разряда двоичного счетчика, при этом выход каждого из элементов И связан с входом одного из формирователей, выход каждого из которых соединен с соответствующим входом блока выделения моментов перехода сигнала через максимальное значение и генератора ударного возбуждения.

1 11902

Изобретение относится к точным фазовым измерениям в диапазоне низких и инфранизких частот.

Целью изобретения является повышение точности измерения за счет вве- 5 дения простейшего цифрового фильтра, позволяющего исключить демодуляцию сигналд ..

На чертеже представлена структур ная схема предлагаемого устройства.

Устройство содержит генератор 1 эталонной частоты, умножитель 2 частоты, электронный ключ 3 и регистратор 4, кнопки "Пуск" 5 и "Сброс" 6 и два канала, каждый из которых снабжен усилителем 7,8 глубины модуляции, фиксатором 9, 10 уровней, цифровым фильтром, состоящим из двоичного счетчика 11 12, двух многовходовых элементов И 13,14 и 15, 16 и двух формирователей 17 18 и 19 20 генера- . тором 21,22 ударного возбуждения и блоками 23,24 выделения моментов перехода сигналов через максимальное значение.

Генератор 1 эталонной частоты соединен .с одним из входов электронного ключа 3 через умножитель 2 частоты, вход регистратора 4 подключен к выходу электронного ключа 3.

С электронным ключом 3 связаны два канала, каждый из которых включает в себя фиксатор 9,10 уровня, блок 23,24 выделения моментов перехода сигналов через максимальное 35 значение и генератор 21,22 ударного возбуждения, выход которого подклю чен к одному из входов блоков выделения моментов перехода сигнала через максимальное значение. Каждый Ю канал снабжен усилителем 7,8 глубины модуляции, вход которого совмещен с одним из входов устройства, и цифровым фильтром, представляющим собой двоичный счетчик 11,12, два 45 многовходовых элемента И 13 14 и два формирователя 15,16, причем выход усилителя 7,8 глубины модуляции связан с входом фиксатора 9, 10 уров ня, выход которого соединен с входом Ю. двоичного счетчика 11,12 и одним из входов обоих элементов И 13,14 и f5,16, а каждый из остальных входов элементов И 13, 14 и 1S,16 соединен с выходом соответствующего разряда 55 двоичного счетчика 11, 12, при этом выходы каждого из элементов И 13,14 ,и 15, 16 связаны с входом одного из

91 2 формирователей 17 18 и 19,20, выход каждого из которых соединен с соответствующим входом блока 23,24 выделения моментов перехода сигнала через максимальное значение генератора 21,22 ударного возбуждения.

Устройство работает следующим образом.

Амплитудно-модулированные колебания поступают на входы усилителей 7 и

8 глубины модуляции, в каждом из которых происходит наряду с усилением сигнала увеличения глубины модуляции до значений, близких к 1.

Затем сигнал ограничивается по напряжению фиксаторами 9 и 10 уровней (выполненными, например, в виде ограничителей уровня с последующим формирователем прямоугольных импульсов), причем уровень ограничения выбирается из условия (1 -«)(1„=и.„» 2 О„, где m — - коэффициейт модуляции;

3 — амплитуда.

В результате ограничения образуется периодическая последовательность полуволн несущей частоты, амплитуда которой меняется по закону огибающей АМ-сигнала, следующая с частотой модулирующего сигнала.

С помощью формирователей, входящих в состав фиксатора уровня, ограниченный сигнал преобразуется в последовательность пакетов прямоугольных импульсов, следующих с модулирующей частотой, которые посту пают на входы цифровых фильтров,. каждый из которых представляет собой двоичный счетчик с набором схем совпадений (объем счетчика выбирается из соотношения между несущей и модулирующей частотами). Цифровые фильтры выделяют первый и последний моменты перехода АМ-сигнала через фиксированный уровень напряжения, т.е. фронт 1-ro и срез последнего импульсов каждого пакета, по которым формируется временной интервал, середина которого соответствует моменту прохождения точки максимума огибающей АМ-сигнала. Блок 23.и 24 выделения максимума огибающей АМ-сигнала, стробируемые импульсами генераторов

21 и 22 ударного возбуждения, формируют короткие импульсы, моменты появления которых соответствуют максимуму огибающей АМ-сигнала в каждом канале. Эти импульсы образуют временВНИИПИ Заказ 6974/47 Тираж 747 Подписное .

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

3 11 ной интервал, пропорциональный углу, сдвига фаз между огибающими, Электронный ключ 3 н эталонный генератор 1 обеспечивают заполнение временного интервала., полученного импульсами эталонной частоты. Регистратор 4 представляет собой цифровое вычислительное, устройство, состоящее иэ типовых узлов и производящее арифметические операции, результат вы-. числения должен отображаться на цифровом табло.

Угол сдвига фаз определяется для измерения мгновенного значения угла как произведение числа импульсов

Ng, пропорционального углу сдвига

90291 4 фаз, на отношение частоты входных

cHFHBJIoB f э„ H эталонной частоты кварцевого генератора 1г, умноженное на множитель, кратный 36 (перевод в градусную меру угла):.. 11к ь

y — З60 r. Таким образом, преимуществом пред10 ложенного устройства является обеспечение непосредственного измерения угла сдвига фаэ между огибающими амплитудно-модулированных колебаний, что позволяет поднять точность изме1 рения до уровня точности, достигнутого для синусоидальных сигналов.