Способ измерения фазы сигналов

 

СОЮЗ СОВЕТСНИХ

СОЦИАЛИСТИЧЕСНИХ

РЕСПУБЛИК

Ai (19) (11) (58 4 G 01 R 2 /00

ГОСУДАРСТВЕННЫЙ КОМИТЕТ СССР

ПО ДЕЛАМ ИЗОБРЕТЕНИЙ И ОТКРЫТИЙ (21) 4082977/24-21 (22) 05 ° 05.86 (46) 15.01.88. Бюл. 1(- 2 (71) Главная геофизическая обсерватория им. А.E. Воейкова (72) В.С. Снегуров (53) 621.317.77(088.8) (56) Авторское свидетельство СССР

Ф 651268, кл. G 01 R 25/00, 1976.

Авторское свидетельство СССР

Ф 462145, кл. G 01 R 25/00, 1973. (54) СПОСОБ ИЗМЕРЕНИЯ ФАЗЫ СИГНАЛОВ (57) Изобретение относится к электроизмерительной технике и может быть использовано для измерения фазовых сдвигов гармонических составляющих широкополосных сигналов, в частности для исследования фазовых спектров электромагнитного излучения как искусственного, так и естественного происхождения в диапазоне низних частот. Целью изобретения является повышение быстродействия при измерениях фазы гармонических составляющих широкополосных сигналов. Эффективность предложенного способа заключается в возможности одновременного измерения сдвига фазы по п гармоническим составляющим широкополосного сигнала при времени измерения и записи информации о фазовых характеристиках гармонических составляюших в сверхдлинноволновом диапазоне за короткое время. 1 ил.

1366968

Изобретение относится к электроизмерительной технике и может быть использовано для измерения фазовых сдвигов гармонических составляющих широкополосных сигналов, в частности для исследования фазовых спектров электромагнитного излучения как искусственного, так и естественного происхождения в диапазоне низких частот.

Цель изобретения — повышение быстродействия при измерениях фазы гармонических широкополосных сигналов.

На чертеже представлена структурная схема устройства, поясняющая сущ— ность предлагаемого способа.

Устройство содержит N блоков измерителей фазы, включающих полосовой фильтр 1-1, формирователь 1-2 нулевых переходов, триггер 1-3, элемент И 1-4, делитель 1-5 частоты, счетчик 1-6 импульсов, первый 7 высокостабильный и второй 9 формирователь прямоугольных импульсов, генератор 8, индикатор 10, причем. входы полосовых фильтров 1-1, N-1 и формирователей 7, 9 соединены с источником широкополосных импульсных сигналов, выходы полосовых фильтров соединены с входами формирователей 1-1, N-2 нуль-переходов, выходы которых соединены с первыми входами триггеров 1-3, N-3, вторые

1 входы которых соединены с выходом первого формирователя 7, а выходы с первыми входами элементов И 1-4, N-4, вторые входы которых соединены с выходом генератором 8, а выходы через делители 1-5, N-5 частоты — со счетчиками 1-6, N 6 импульсов, выходы которых соединены с входами индикатора 10, выход генератора 8 соединен с вторыми входами первого 7 и второго 9 формирователей импульсов, а выход второго формирователя соединен с синхронизирующим входом индикатора 10.

Устройство работает следующим образом.

Ыирокополосный сигнал подается на входы полосовых фильтров 1-1, N-1 и на оба формирователя,7,9 прямоугольных импульсов. Поскольку принцип действия блоков измерителей фазы одинаков, рассмотрим работу первого блока 1, Отклик полосового фильтра 1-1 подается на формирователь 1-2 нулевых переходов, на выходе которого формируются короткие импульсы, соответствующие моментам перехода сигнала через нуль. Передним фронтом широкополосного сигнала запускается формирователь 7 высокостабильного прямо5 угольного импульса, длительность которого выбирается равной 5 — 8 периодам низшей рабочей частоты и определяется добротностью полосовых фильтров из расчета, что измерение фазы целесообразно проводить в средней части отклика, где наблюдаются минимальные фазовые искажения. Задним фронтом прямоугольного импульса с выхода первого формирователя триггер 1-3 опрокидывается, на его выходе формируется уровень логической единицы. Ближайшим импульсом нулево— го перехода формирователя 1-2 триггер 1-3 устанавливается в исходное состояние. Таким образом, на выходе триггера формируется прямоугольный импульс длительностью, равной фазе с гармонической составляющей на дан25 ной частоте. Этот импульс заполняется квантующими импульсами с выхода генератора 8. Далее через делитель

1-5 квантующие импульсы поступают на счетчик 1-6. В зависимости от рабочей частоты коэффициент деления в делителе 1-5 подбирается таким образом, чтобы на выходе число импульсов соответствовало углу фазы (на один градус — один импульс). Подсчитанное счетчиком 1-6 число импуль35 сов записывается на индикаторе или

ЦПУ, работой которого управляет сигнал с выхода второго формирователя 9 прямоугольных импульсов. Длительность

40 импульса управляющего работой инЭ дикатора 10 или ЦПУ, определяется способом индикации — визуально или записью на ленту ЦПУ, При автоматической регистрации фа овых характе45 ристик составляющих широкополосного сигнала время обработки и записи информации определяется низшей из рабочих частот. Так, на частоте 1 кГц при добротности полосовых фильтров

20 время обработки информации состав50 ляет около 10 мс, а время записи на ЦПУ-16/3 — порядка 30 мс.

Эффективность предлагаемого способа в сравнении с прототипом заключается в возможности одновременного измерения фазы по п гармоническим составляющим широкополосного сигнала при времени измерения и записи информации а фазовых характеристиках rap13669 монических составляющих в сверхдлинноволновом диапазоне за короткое время.

Составитель В. Шубин

Редактор А. Маковская Техред Л.Олийнык Корректор С.Черни

Заказ 6835/45 Тираж 772 Подписное

БНИИПИ Государственного комитета СССР по делам изобретений и открытий

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

Производственно-полиграфическое предприятие, г. Ужгород, ул. Проектная, 4 формула и з обретения

Способ измерения фазы сигналов, заключающийся в том, что фиксируют моменты нулевых переходов исследуемых переменных напряжений, формируют прямоугольные импульсы длительностью, равной фазе исследуемых напряжений, кодируют значения фазы заполнением квантующими импульсами и измеряют 15 фазу гармонической составляющей

68 4 сигнала, отличающийся тем, что, с целью повышения быстродействия измерения, из широкополосного сигнала выделяют гармонические составляюшие, фиксируют начало широкополосного сигнала и формируют первый высокостабильный пряммоугольный импульс, связанный с началом широкополосного сигнала, измеряют фазы между задним фронтом первого высокостабильного прямоугольного импульса и ближайшими нулевыми переходами гармонических составляющих сигнала, а по числу квантующих импульсов измеряют ! фазовые сдвиги гармоник.