Способ измерения угла сдвига фаз между двумя гармоническими сигналами
Изобрете1 ие относ 1тся к области фа- )1змер 1те: ьиой техник 1. Снособ измерения yr.ia фаз между двумя гармо 1и- .ам (ГС) реализован в уст- . Через ..ти 4 и 3 подаются ГС и и п ia формирователи 6 и 5, где руются ГС, в и i , этом ГС г задержан на время t:j i|.v/(), где ((,, - yro,i сдвига фаз;
СОЮЗ СОВЕТСНИХ
СОЦИАЛИСТИЧЕСКИХ
РЕСПУБЛИК (504 G О! R 25 00
ОПИСАНИЕ ИЗОБРЕТЕНИ
К А BTOPCHOMY СВИДЕТЕЛЬСТВУ
ГОСУДАРСТВЕННЫЙ КОМИТЕТ СССР
ПО ДЕЛАМ ИЗОБРЕТЕНИЙ И ОТНРЫТИЙ (2l) 4112696/24-2!
1,22) 23.06.86 (46) 07.07.88. Вк)л. Хо 25 (7! ) Оренбургский <голитекнический инстиI.Ó Г (72) В. H. Ьулатов, В. И. Кутузов, В. А. В;lасов, В. Д. 11)евсленко и В. П. Засекая (5:3) 62 !.317.77 (088.8) (56) Авторское свидетельство СССР ,\ э 1177764, кл. () О! К 25/00, !983.
Авторское сви.(етсльство СССР
Л 65!268, кл. G 01 R 25/00, 1976. (5-1) (.11О(.ob ИЗМЕРЕНИЯ УГЛА C.. 1ÂÈГА ФАЗ МЕЖДУ ДВУМЯ ГАРМОНИЧЕСКИМИ (.ИГНАЛАМИ (57) И «><)))eTe»lle относится к области фа)оизмс!>итс.<ьной техники. Спосоо измерения угл» сдвига фаз между двумя гармоническими сиги;<лами (ГС) реализован в устр<)йствс. 1срсз усилители 4 и 3 подаются ГС и и , где ((, -- угол сдвига фаз;
-- час(()T» Bx(>.(I<ûx ГС. ГС л B делителе 8 ч» T()TII делится на ш раз и формируется
„„SU„„1408383 A 1
Г(. <.) с ч геT()T() ll < > = /111, который нод»ется на синтез»гор 12 с фазовой автоI1<);Ic T()(>(I»<)» ч»с т<> гы и электронный клю; (ЭК) 13. На элемент И 7 подают ГСж с синтез»тор» 12 с частотой (ш ) <) = (>(ш
1) /ш и Г(. E. В результате логического нсрсмн(>жсния получают ГС з. «нрозр»чный» в обл»сти частот 0-(ш--2)(> Его под»нл на фильтр 9 нижник и ToT, он llðåобр(1зустс я l3 Г(. и квазитрсуг<). Iьной формы, момеEIT м»ксим»льного значения кот(>рог<> (>тстоит ()T отсчетной точки на вс, 1ll÷èíó ш(<. 11<>слс (и(1>ступает Ild компаратор-ограничитель !1, где формируется ГС .l прямоугольной формы, задний фронт которого отстоит от отсчетной точки на величину ш!1. ЭК 13. открываемый задним фронтом ГС д и з»крываемый задним фронтом ГС <). формирует Г(11. заполненIll I(1 счетными импульсами эталонного генератора (ЭГ) 14, число которы. рег<<стрирустся регистратором 15. 4, = X, ) °
f" 360, I;I (1:. — (<>, 2:T — Kvlo точноеTB. 2 ил.
1408383
- """QQ4 3 2 о (m t ) = --- — е з + - <»
)) 2 г<2 Я2 =1 ехр (j (2q ) (2с) (п)-1,! -и) (2с)т« — г) Изобретение относится к фазоизмерительной технике и может быть использовано <ля измерения разности фаз между опор ным и измерительным сигналами в широком диапазоне частот. 1<сх)ь изобретения — повышение точ,II<)< TI! измерения угла сдвига фаз в облас ти высоких частот. Повышение точности в области высоких частот достигается уменьшением погрешносгде опорная частота <2 = <в/m; <) — частота входных гармонических сигналов; 1;) — время запаздывания одной импульсной последовательности относительно другой, связано с углом сдвига фаз как t;) = ср /<1), -- измеряемый сдвиг фаз; и — номер спектральной составляющей, и = 1, 3, 5... Первое слагаемое данного выражения определяет спектр сигнала треугольной формы, время запаздывания которого относительно отсчетной точки составляет mt,), и который синтезируется с точностью до гармоники с номером и = m — 2, а второе слагаемое определяет методическую погрешность линейного усиления счетного интервала. Отсюда следует, что методическая погреш1 )ность .Ь<) данного способа составляет: при ! .rrj))0 Xy (О 025, при m ) 100 Л< (I< О,ОООО3 . (На фиг. представлена структурная схе,ма устройства, реализующего предлагаемый ,способ; на фиг. 2 — временные диаграммы. поясняющие работу устройства. Устройство содержит входные зажимы и 2, линейные усилители 3 и 4, формирователи 5 и 6 импульсных последовательностей со скважностью, равной двум, элемент И 7, делитель 8 частоты, фильтр 9 нижних частот, дифференцирующий элемент О, компаратор-ограничитель 11, синтезатор 12 с фазовой автоподстройкой частоты, электронный ключ 13, эталонный генератор 14 и регистратор 15. Измерительный канал содержит последовательно соединенные линейный усилитель 3, формирователь 5, элемент И 7, фильтр 9, дифференцирующий элемент 10, компараторограничитель 11, ключ 12 и регистратор 15. Опорный канал содержит последовательно соединенные линейный усилитель 4, формирователь 6, делитель 8 частоты и синтезатор 12, выход которого соединен с вторым входом элемента И 7. Второй вход электронного ключа 13 соединен с выходом делителя 8, а третий вход ключа 13 — с выходом генератора !4. 55 ти дискрета вследствие увеличения в m раз счетного интервала, пропорционального сдви r y фаз. При этом используют свойства спектра перемноженных двух импульсных последовательностей с дробнократным соотношением частот повторения: а именно в m/(m— — 1) раз, полученных, соответственно, из входных гармонических сигналов. Спектр такого сигнала определяется выражением L ехр < -j <2 ) <т-1)+n) òß с,! (2<1(«)-1)+n) 2qm+nI Способ осуществляется следующим образом. Способ осуществляется следующим образом. Два гармонических сигнала а и 6, из которых опорный подсоединен к зажиму 2, а исследуемый — к зажиму 1, усиливаются соответственно усилителями 4 и 3 и подаются на входы формирователей соответственно 6 и 5, которые формируют одинаковые импульсные последовательности в и г, где, например, последовательность г задержана относительно последовательности в на время !з =- <<,,/<1). Затем сигнал в подают на цифровой делитель 8 частоты, на выходе которого формируется сигнал д с частотой <> = <1)/m, максимум проинтегрированного сигнала е от которого будет находиться в отсчетной точке. Выделение максимума производится дифференцированием сигнала е, поэтому в качестве отсчетной точки формирования счетного интервала я используют задний фронт сигнала д, к которому привязана фаза синтезатора 12, и который открывает ключ 13.,:(алее импульсную последовательность ж с частотой (m — 1) О = «)(<и- — )/m с выхода синтезатора подают на второй вход элемента И 7, а на первый вход подают импульсную последовательность с выхода формирователя 5. Сигнал 3, полученный в результате логического перемножения сигналов г и ж, подают на фильтр 9, который является «прозрачным» в области частот Π— (m — 2) <о. На выходе фильтра 9 выделяется сигнал и квазитреугольной формы (треугольность тем лучше, чем больше m), момент максимального значения которого отстоит от отсчетной точки на величину mt). После дифференцирования сигнала и элементом !О полученный сигнал к подают на компараторограничитель 11, на выходе которого формируется сигнал л прямоугольной формы. задний фронт которого отстоит от отсчетной точки на величину гп(и Электронный 1408383 (р,= " "360, m 1< Формула изобретения elf) 0 e(6 0 о eP) 8 0 еЯ 0 ей) <> 0 e(). ) ж 0 e() е(Д e(6 К 0 и Р(Е Составитель Ю. Макаревич Редактор E. Папп Техред И. Верес Корректор С. (1(I>«II 3а каз 3308/49 Тираж 772 HO;(ÏÈ(I«>(ВНИИПИ Государственного комитета СССР по делам изоп>рстеиий и Ii - I> 113035, Москва, Ж вЂ” 35, Раугиская иав., д. 1,> Г!р<>извозственно-полиграфическое предприятие, г М к«>р<> I. ).I 11: ><: <. >I. 1 ключ l3, открываемый задним фронтом сигнала л и закрываемый задним фуонто<м сигнала д, осуществляет формирование счетного интервала м, который заполняется счетными импульсами генератора 14, число N„ которых регистрируется регистратором 5. Угол сдвига фаз между двумя гармоническими сигналами вычисляют по формуле где Ь.. = (о/2л — частота входных сигналов — частота эталонного генера тора. Способ измерения угла сдвига фаз между двумя гармоническими сигналами, заключающийся в выделении моментов перехода данными сигналами нулевого уровня напряжения, формировании интервала времени, пропорционального углу (двцl il фаз, ll() м(>ментам перехода гармонически. сцгцгк гав (с— рез максимальное значение, за»олпе)IIIII;> 10 ного интервала времени счетliblh) II цмпу.(ь сами и вычислении 3)la I(IIII» у(.л;1 сдвига фаз, отлпча>ощш)гя тем, что, с цел ьк) и(>вышения точности измерения угл(1 сдьч(гп фаз в области высоких частот, в с)п>(()() дополнительно введены слсдуlощие oil(
