Способ измерения частоты сигналов

Изобретение может быть использовано в системах наблюдения за радиотехнической обстановкой и для измерения несущей частоты сигналов. В способе измерения частоты радиосигнал усиливают и ограничивают по амплитуде, далее разделяют сигнал на два синфазных сигнала, при этом один из этих сигналов задерживается по времени. Далее производят линейное детектирование сигнала, получают при этом функции, близкие к Sinωτ, Cosωτ и преобразуют полученные сигналы в цифровой двоичный код. После этого осуществляют вычисление, запоминание и компенсацию постоянного напряжения в отсутствие радиосигналов, формируют старшие разряды выходного кода на основе сравнения цифровых кодов обоих сигналов с нулем и между собой и вычисляют частоту контролируемого сигнала. Техническим результатом изобретения является повышение точности измерения. 1 ил.

 

Изобретение относится к радиотехнике и может быть использовано в системах наблюдения за радиотехнической обстановкой или для измерения разности фаз или несущей частоты сигналов.

Известен способ измерения разности фаз, в котором после усиления и ограничения двух сигналов осуществляется их фазовая демодуляция в сигналы пропорциональные SinΔϕ, CosΔϕ, преобразование их в цифровой двоичный код и вычисление разности Δϕ в цифровом виде сравнением SinΔϕ, CosΔϕ с нулем, модулей SinΔϕ, CosΔϕ между собой и вычислением (Авторское свидетельство №1506382, приоритет 22 января 1988 г., В.Н. Смирнов, А.В. Шереметьев. «Цифровой фазометр»).

Известен способ измерения частоты, в котором после усиления и ограничения сигнала осуществляется его синфазное деление на два по мощности, задержка τ одного из сигналов относительно другого, демодуляция этих сигналов по фазе и получение аналоговых сигналов близких к Sin(2πfτ), Cos(2πfτ), преобразование их в цифровой двоичный код и вычисление несущей частоты f в цифровом виде сравнением Sin(2πfτ), Cos(2πfτ) с нулем, модулей Sin(2πf), Cos(2πfτ) между собой и вычисление (В.Н. Смирнов, А.А. Ткач. «Помехоустойчивость широкополосного приемного устройства с мгновенным измерителем частоты». ОАО «ЦРИИ «Электроника», ОАО «ЦКБА». Вопросы радиоэлектроники, Серия Общетехническая. Выпуск 4. М., 2009, с. 22-23).

В реальных условиях функции y(C)=SinΔϕ и y(S)=CosΔϕ лишь близки к идеальным и, поэтому при вычислении появляется регулярная (периодическая) ошибка, имеющая восемь периодов в интервале от 0 до 360° и достигающая 8° (экспериментальные данные и результаты математического моделирования).

При демодуляции сигналов может возникнуть дополнительное смещение, которое приводит к дополнительной ошибке измерения разности фаз или частоты.

Таким образом, недостатками таких способов измерения разности фаз и измерения частоты являются повышенные ошибки измерения при наличии постоянного смещения после демодуляции сигналов по фазе и в случае неточного вычисления Sin, Cos функций, например, при линейной демодуляции.

Целью изобретения является повышение точности в способе измерения разности фаз или в способе измерения частоты сигналов.

Поставленная цель достигается тем, что в способе измерения частоты радиосигнал усиливают и ограничивают по амплитуде, разделяют сигнал на два синфазных сигнала, один из этих сигналов задерживается по времени, отличающийся тем, что производят линейное детектирование сигнала, получают при этом функции, близкие к Sinωτ, Cosωτ и преобразуют полученные сигналы, в цифровой двоичный код, затем осуществляют вычисление, запоминание и компенсацию постоянного напряжения в отсутствие радиосигналов, формируют старшие разряды выходного кода на основе сравнения цифровых кодов обоих сигналов с нулем и между собой, и вычисляют частоту контролируемого сигнала.

Для уменьшения или исключения ошибок необходимо измерить постоянную составляющую после преобразования в двоичный код в отсутствие сигнала и компенсировать ее, а вместо функции arctg, обратную функции tg, использовать функцию обратную линейной, так как для вычисления функций, близких к Sin, Cos, часто используется линейное детектирование.

Для примера приведен расчет ошибок, возникающих из-за наличия смещения Uсм после фазового детектирования: , где Δϕ - измеряемая разность фаз; А1⋅А2 - амплитуды сигналов после ограничения; К - коэффициент пропорциональности. Ошибка δϕ, возникающая при сравнении с нулем, вычисляется следующим образом:

Если Uсм=0 δϕ=0

Если , то δϕ=arcsin0, 1=6,9°.

При введении компенсации Uсм δϕ=0.

Покажем также возможность вычисления с обратной линейной функцией.

На фиг. 1 показаны модули сигналов с линейным детектированием.

y1=кх к=1/90 х=0 y1=0
x=90 y1=1
x=45 y1=1/2
y2=-к(х-90) к=1/90 х=0 y2=1
x=90 y2=0
x=45 y2=1/2

Разрешая систему из y1 и y2 можно получить . Это и есть обратная функция.

Таким образом, компенсация постоянной составляющей после демодуляции с последующим преобразованием и применение функции, обратной линейной отражают технический результат изобретения.

Способ измерения частоты, в котором радиосигнал усиливают и ограничивают по амплитуде, разделяют сигнал на два синфазных сигнала, один из этих сигналов задерживается по времени, отличающийся тем, что производят линейное детектирование сигнала, получают при этом функции, близкие к Sinωτ, Cosωτ, и преобразуют полученные сигналы в цифровой двоичный код, затем осуществляют вычисление, запоминание и компенсацию постоянного напряжения в отсутствие радиосигналов, формируют старшие разряды выходного кода на основе сравнения цифровых кодов обоих сигналов с нулем и между собой и вычисляют частоту контролируемого сигнала.



 

Похожие патенты:

Изобретение относится к радиотехнике, в частности к устройствам измерения сдвига фаз между сигналами несинхронизированных по частоте генераторов близких частот для радионавигационных и радиогеодезических приложений.

Изобретение относится к области автоматики, измерительной и вычислительной техники и может быть использовано в вычислительных структурах, работающих с дискретно-фазированным представлением чисел модулярной системы счисления.

Изобретение относится к импульсной технике, в частности к устройствам для задания фазового сдвига электрических сигналов, и может быть использовано в цифровых системах управления полупроводниковыми преобразователями.

Цифровой способ измерения фазы гармонического сигнала позволяет упростить реализацию определения фазы гармонического сигнала и повысить точность определения фазы при зашумленности исходного сигнала.

Изобретение относится к оптике, фотонике и другим областям физики, в которых значимой является задача измерения разности фаз двух сигналов, в частности при измерении расстояний в дальнометрических системах, системах связи, при определении геометрических параметров объектов и т.п.

Предложен способ измерения фазовых сдвигов между двумя гармоническими сигналами одинаковой частоты, обеспечивающий высокую точность измерения за счет использования свойства симметрии гармонического напряжения.

Группа изобретений относится к измерениям параметров электросетей, в частности к определению фазоров напряжения и тока в электрической сети среднего напряжения точным образом без необходимости в усложненных датчиках, и к определению и мониторингу мощности, развиваемой каждым из проводников, с использованием средств, обычно имеющихся в электрических сетях среднего напряжения.

Изобретение относится к измерительной технике и предназначено для измерения доплеровских сдвигов фаз (радиальной скорости объекта) когерентных неэквидистантных импульсов на фоне шума и может быть использовано в радиолокационных и навигационных системах для однозначного измерения доплеровской скорости летательных аппаратов.

Изобретение относится к измерительной технике, в частности к способам контроля и определения параметров определения синфазности или противофазности двух анализируемых сигналов, например, для фазировки обмоток трансформаторов.

Изобретение относится к области измерительной техники и может быть использовано для преобразования аналоговых электрических сигналов эквивалентно позиционному или модулярному представлению.

Изобретение относится к радиотехнике и другим областям электронной техники, в которых используются сигналы с угловой модуляцией, и может быть использовано для преобразования девиации частоты в девиацию фазы с любым заданным коэффициентом преобразования.

Изобретение относится к радиотехнике и другим областям электронной техники, в которых используются сигналы с угловой модуляцией, и может быть использовано для преобразования девиации фазы в девиацию частоты с любым заданным коэффициентом преобразования.

Изобретение относится к стабилизации частот генераторного оборудования и может быть использовано в аппаратуре связи, измерительной технике. .

Изобретение относится к области стабилизации частот генераторного оборудования и может найти применение в аппаратуре связи, радиолокации, измерительной технике. .

Изобретение относится к технике связи и может использоваться в информационно-измерительных устройствах. .

Изобретение относится к измерительной технике и может быть использовано для измерения частоты сигнала. .

Изобретение относится к области радиоизмерительной технике и может быть использовано для измерений флуктуаций частоты генераторов высокой стабильности. .

Изобретение относится к области радиотехники и может быть использовано для обеспечения высокотечных сличений и синхронизации мер частоты. .

Изобретение относится к автоматике и электроизмерительной технике, в частности к преобразователям параметров электрических величин. .

Изобретение может быть использовано в системах наблюдения за радиотехнической обстановкой и для измерения несущей частоты сигналов. В способе измерения частоты радиосигнал усиливают и ограничивают по амплитуде, далее разделяют сигнал на два синфазных сигнала, при этом один из этих сигналов задерживается по времени. Далее производят линейное детектирование сигнала, получают при этом функции, близкие к Sinωτ, Cosωτ и преобразуют полученные сигналы в цифровой двоичный код. После этого осуществляют вычисление, запоминание и компенсацию постоянного напряжения в отсутствие радиосигналов, формируют старшие разряды выходного кода на основе сравнения цифровых кодов обоих сигналов с нулем и между собой и вычисляют частоту контролируемого сигнала. Техническим результатом изобретения является повышение точности измерения. 1 ил.

Наверх