Способ измерения ортогональных составляющих
ОПИСАНИЕ
ИЗОБРЕТЕН ИЯ
К АВТОРСКОМУ СВ - ЦЕТЕЛЬСТВУ
33I 33I
Сок)а Сооетских
Социалистических
Республик
Зависимое от авт. свидетельства ¹â€”
Заявлено 09.!.1970 (¹ 1392070/26-9) с присоединением заявки ¹â€”
Приорптст—
Ч.Кл. О 01Г 25,00
Комитет пв делам иаобрвтений и открытий при Совете т(1инистрое
СССР
Огг) бликоваио 07.I I ).1972. Бюллетень Xo:1, ) Д1х 621.317.37(088.8) Дата опубликования описания 11.05.1972
Авторы изобретения
- е О).Г ) A. Х. Цидулко и В. М. Педягнев
Заявитель
СПОСОБ ИЗМЕРЕНИЯ ОРТОГОНАЛЬНЫХ СОСТАВЛЯ)ОЩИХ
СДВИГА ФАЗ МЕЖДУ ОПОРНЫМ НАПРЯЖЕНИЕМ И ПЕРВОЙ
ГАРМОНИКОЙ СИГНАЛА (1
rr = «ГС(ч(>
1) 1
Изобретение относится к рядиотехи)и(с и может быть использовано в радиотехнических н измерительных устройствах.
Известен способ измерения сдвига фаз между опорным напряжением произвольной, llO ИЗВЕСТИОИ QOPII I>l И ПЕРВОИ ГЗP!)IOIIIIKOI! сигнала, осио«анный иа использовании ряда фуры.
Во )»iioc»x радиотехнических устройства.: (радиолокаторах, радиопеленгаторах, радиоизмерительных приборах ill др,) требуется 11змерить сдвиг фазы первой гармоники сигнала
llo отношсншо к опорному сигналу. Измерясмьш сигнал очень часто бывает искажен присутствующими в нем состав lяlolljими высших гармоник измеряемого сигнала с произвольными фазами.
Цель изобретения заключается в нахождении способа измерения ортогона I«ill!x составляющих сдвига фаз первой гармоники с *ri!3;13 искаженной формы, близки.: к оптимальным (квазиоптимальным) при использовании достаточно IlpocTblx дискрет<ных устройств.
Это достигается за счет того, что измеряемый сигнал преобразуется в последовател!)ность единичных кодов, совпадающую со з:!ячениями сигнала в заданном числе точек, и
«место реального опорного сиги« 13 используJ()TcJI две специальныс функции.
Одна функция представляет собой ступсн)I3TC10 3 Ï Ï P0I(CI1М 3111!10 КОС!1Н < СОИДЯ. 1 1>1!0! 0 I l jl пряжеиия, а другая — ступенчатую;)ппроксимаци!О сии ) соид3.1ьиОГО 1!апрях!\ения с псpllo дами, равными п(р:.!оду повторсиия рея Il»io«0
5 ОПОРНОГО СИГН«Л.-,, Измерспис пер«ой ортогональной составЛЯЮЩСЙ П ОС) IЦССТ«,1ЯЕТСЯ П> ТЕ. 1 ПОС, IСДО«3тельного суммирован;)я единичных ко1о«ямilëIITóäû измеряемого clll liaл«. Сумм)(роваиис
1, l1PoII3B0jl;TC51 С вЕсОвыми коэффи((IICIIT«XIII. ря«иым;! «мплитуде ступеней аппроксимироВяlп10ГО КОCIII! ) СОИД«.11>1IОГО 11:IПРЯЖСИ!iя С (0храиси)icм знаков полуволи,,"(налог:I÷«î ос )цсствлястся 1змерснис втоl.) poll ОртОГОП«.1 «ной сост<) «ля юlцсй (>, òO 1 ько
«СО«;>1С КОЭффпип(llТ!>1 «ЫОИР«10ТС)1 P;1«111>1,1«
«мпл)1тудс ступеней аппроксим)!ров«иного сиI I ) С О И Д !Ë 1> I!0 Ã 0 I I 3 Ï P ß Æ Е I 111 и .
Далее по известным ортого)1«льиым со20 с г Я «1 sl 1011111 х1 хl о ж cT () ы т I> «1>! > I, i (.1 с 11 «(1) 3 3 < I и r> Р«011 Г 3 P .(10! Ии(!1 С И ГI I 3, I И .) ()!) О; ) \! ) . 1(?5 Ня фпг. 1 при«едс"13 схема стройствя, реализуемого прсдляг«сх ый способ, с 1 спользоваиисм 21 отс:етиых то !ск; ila ф)г. 2 — «ид аппроксимиров". Гиы ° опорнылх функ)(ий. УстPoII còÂ0 сocTOIIT II3 ПОль-ÎPI 1113 1, TPcx (.".);(м (0«„ n па1сния? — 1, трех триггеров () — 7, генератор;1 8
331331
3 к«арцованны:< меток, делителя 9 частоты 24:1, счетчика 10 интервалов 15, дифференцирующей цепи 11, схемы переноса 12, регистра 13
15, трех делителей 14 — 16 частоты 2:1, двух формирователей 17 и 18, двух ключей 19 и 20; преобразователя 21 амплитуда-код, и двух реверсивпых счетчиков 22 и 23.
Работа схемы происходит следующим образом. Входное опорное напряжение произвольной, но известной периодической формы подается па в.<од ноль-органа 1, в котором осуществляется формирование импульса начала отсчета. Этим импульсом через схему 2 совпадения запускается триггер отсчета 5, последний открывает схему совпадения 3. При этом метки с генератора 8 меток начинают поступать на вход делителя 9 частоты 24:1, с выхода которой метки поступают па счетчик 10 интервалов.
По истечению периода опорного напряжения импульсов с выхода схемы поль-органы через схему совпадения 2 сбрасывается триггер 5 периода и запускаются триггеры 6 п 7. 1 риггер 6 отсечки перекрывает выход схемы совпадения 2 п открывает совместно с триггером 7 схему совпадения 4.
Таким образом, длительность импульса напряжения iia выходе триггера 5 периода будет то i«o равна периоду повторения опорного напря>ксппя. По окончании интервала времени, равного периоду повторения опорного напря>к«li!I)1, Ila C>!CT>llll 1 24 )ястп периода повторения, т. е. 15 . 33 liiii>i фронтом импульса триггера 5 пер.юдя в pci iñòð 13 15 переносится через схему переноса 12 обратный код счетчика 10 интервалов. Зятем lla вход регистра 13 начинают поступать калибрациоппые метки с гcllcpaторя 8 меток через с:<ему совпадения 4. Импульсы переполнения с выхода регистра 1, > через делитель 14 частоты 2:1 подаются iin формирователи 17 и 18, в которых осуществляется построение знакопеременных аппрокспмировяппых функций опорного папряЖ C I 1)1)1. Анализируемый сигнал подается па вход преобразователя 21 амплитуда-код, на выходе которого формируется пачка с количеством импульсов, пропорциональным амплнтудс входного сигнала в данный момент времени. Работа преобразователя синхронизируется импульсами, поступающими непосредственно с в lvona регистра 13. В рассматриваемом случае за период входного сигнала берется 24 отсчета амплитуды, что, как показали исследования, вполне достаТОЧПО ДЛЯ ООССПСЧСПНЯ ТОЧПОСТН ИЗМСРСНИЯ сдвига фаз порядка 1 . Импульсы с вы:<о Ia преобразователя 2(подаются на ключи !9 и 20, которые передают па вход реверсивны., счетчиков 22 II 23 либо полностью всю пачку импульсов (если суммирование происходит с весовыми коэффициентами + 1), либо через дслптслп 15 и 16 частоты 2:1 (сели суммпро10 25 зо Г)0 55 во г>5 ванне происходит с весовымп коэффициентами +-0,5). При этом реверспвные счетчики 22 и 23 работают на сложение, если весовые коэффициенты аппрокспмированных функций имеют знак плюс и на вычитание, если минус. Формирователи 17 и 18 аппроксимированных функций работают таким образом, что для формирования каждого последующего временного, интервала импульсы псрепо i!! Ci! I!si с выхода регистра 13 заводятся на схему псрсноса 12 обратного кода. По окончании второго периода опорпог ) напряжения импульсом с выходя ноль-органа сбрасывается трпггср 7 анализа. Послед)пгй закрывает схему 4 совпадения и кгпочп 19 п 20, Измерение ортогопа II>ill>lx составл як)пгнх пя этом заканчивается. Первый период опорного пяпряжсппя и<пользуется для запомппан<ия интервя i;I «р<мсни, соответствующего 15 . В течение второго периода происходит и« посредственное измерение ортогопальпых с!>СТЗВЛЯЮЩИХ. При каждом попом измерении осу)цест« ляется запись ко Ill÷ññòâÿ импульсов, пропп )ционального 1/24 части периода уже ш)«0).о опорного напряжения с последующим формированием весовых коэффициентов. Благодар „ постоянному обновлению информации в рсгllстре 13 интервалов результаты измерения ортогопальнь(x составляющих при пзмснсllll! I частоты входных сигналов являк>тся )ястотпопезавпспмымп. Таким образом, предлагаемый способ клк)чает погрешности измерения сдв)п 3 фя;, обусловленные наличием в анализируемом сигнале гармоник с номерами, кратными 2 и 3, и значительно уменьшает погрешность пзмереш)я сдвига фаз, обусловленную 5-й и 7-й гармониками сигнала. Предлагаемый способ пс треоуст дополните i«I!»!x входных фильтру)ощнх устройств, тоэтому он является достаточно быстродействующим, так как накопление ортогопальных составляющих осуществляется за один период анализируемого сигнала. Кроме того, такой способ является достаточно широкополосным п может быть использован в диапазоне частот :)i сди пиц rcpLI дo псоколькнх )<плогсрц грп yc,108!III, что Iac! От3 ея,>)!нб ряциснных I«To!< долж:la выбп ряться тем большей, чем вып). cIpxIisrsi гранина частот a»aлиз и ру«мых спг.гя«loIB. В то >)<с врсмя прсдла гаемый c;Io "оо пзм.репия ортогoIIB;IhllbIx составляющих является простьпм Il легко реализуемым. В качестве опорного сигнала может оыть использована любая периодическая функция, так как из пес для реализации способа используется лишь отметка о начале периода. Дальнейшее построение аппрокспмированпых функций производится уже непосредственно в схеме измерения. Предмет изобретения Способ измерения ортогопальпых состав33!331 0,5 -0,5 РАЗ. 3 (ос ;1си11сли Л. Рv()llllиик Текре Л. Евдоиов Корректор В. Жолудева Рс;1актор Л. Народная Заказ ¹ 1550 11зд. № 809 Тиран! 4448 Подписное ЦН111111И !(омитста ио ясла!я изоо!тетении и и: кр11тий ири Свис 1з М1 ии1стl"1" (т ГР Москва, 3С,-35, Раси!сная иао., д. 415 Загорская типография. !я1ощи:с сдвига фаз между опорным напряжением и первой гармоникой сигнала, основанный на использовании коэффициентов ряда Фурье, отличтощийся тем, что, с целью уменьшс111Г!я вл: я,:11!я 1поотояп11ной 1ссстазляющей оиг 11ала 111 с, о Га р л! о1Г!ик III 2 Ipp3Ivл ь Гат изв1е1рен Г! я без 1Г!рГ1 мс11сн!!я уз1сополосны: фильтров, отрезок време Г:1, ра1вный периоду .",.-1орного 1!апрянсе111Г!я, 1разбивают иа и, например 12, врез!сины:с интервалов и производят на каждом из интервалов последовательное суммирование единичны с кодов, значения которы. . соответствуют мгновенной величине всодного сигнала с весовыми коэффициентами, соответствующими значеншо прямоугольной аппроксимирующей опорной функции на этом интервале.
