Цифровое устройство для оптимального измерения фазы сигнала
О П И С А Н И Е < >412565
ИЗОБРЕТЕН ИЯ
К АВТОРСКОМУ СВИДЕТЕЛЬСТВУ
Союз Советских
Социвлистицеских
Республик (61) Зависимое от авт. свидетельства— (22) Заявлено 31.07.72 (21) 1816041/18-10 с присоединением заявки №вЂ” (32) Приоритет—
Опубликовано 25.01.74. Бюллетень № 3
Дата опубликования описания 19.08.74 (51) М. Кл. G 01г 25/00
Государствеииый комитет
Соеета Министров СССР по делам иэооретеиий и открытий (53) УДК 621.317.772 (088.8) (72) Авторы ,изоб,ретен.ия
M. И. Малыкии, М. M. Барашков и В. И. Мамаев (71) Заявитель (54) ЦИФРОВОЕ УСТРОЙСТВО ДЛЯ ОПТИМАЛЪИОГО
ИЗМЕРЕНИЯ ФАЗЫ СИГИАЛА о(/) = V(f) cos (o)l + ср(1) + (pp), Изобретение касается радиоизмерительной техники и может быть, использовано в радиоотеленгации, радиолокации радиоастрономии и др.
Известно цифровое устройство оптимального измерения фазы сигнала, содержащее .множительное .устройство, интеграторы, определитель отношения, тритономепрический преобразователь, генератор опорного напряжения и фазо вращатель .на 90 . При этом генератор опорного напряжения должен генерировать сигнал, точно сов падающий с ожидаемым входньом сигналом. Отклонение закона амплитудной или фазовой модуляции, частоты или начальной фазы опорного сигнала влечет за собой ошибии измерения фазы. При аналоговом .выполнении н|евозможно получить опорный сигнал со строго заданными naipaметрами. Это объясняется тем, что, ввиду неизбежного производственного разброса пара метроB элементов схемы и ухода этих параметров под влиянием окружающей среды, происходит разб рос выход1ных параметров схемы. Фазовращатель .на 90 при аналоговом жьппо IHåнии тоже невозможно осуществить с высокой степенью точности. Отклонение фазового сдвига от 90 также связано с ошибками измерения фазы, Для IIGBbllLUBHèÿ точности измерения фазы сигнала предлагаемое устройство снабжено преобразователем напряжения в цифровой код, вход которого подключен к выходам полосо вого фильтра, а выход соединен с двумя входами множительного устройства; re«ератором дискретных аргументов, тригонометрическим преобразователем s111 р, тригонометрическим преобразователем cos y, генератоipoAI дискретных амплитуд, причем выход генератора дискретных аргументов соединен с входом тригонометрических преобразователей
sin y u cos р; тригонометрический преобразователь sin гр подключен непосредственно, а тригонометрический прео б разователь cos р— через лингно задержки.
На чертеже изображена блок-схема предлагаемого устройства.
Оно состоит из полосового фильтра 1, преобразователя 2 напряжения в код, генератора дискретных аргументов 8, тригонометрических п реобразователей sin <р и,cos р 4 и 5, линий задержки 6, генератора дискретных амллитуд 7, множительного устройства 8, накапливающего сумматора 9, устройства определени я о тно шения 10,и тригонометрического преобразователя arctg 11.
Входной сиг1оал где ср — подлежащая измерению начальная
412565
К=1
2 ЬР ки+ р(кл ), фаза, пропуская через паласовой фильтр 1, кодирует с помощью аналого-цифрового преобразователя 2 в дискретные моменты (времени t = AAt с интервалом At, удовлетворяющим по теореме Котельникова условию где Л1 — полоса пропуск (ния полосового фильтра.
Для каждого К-го момента кодирование эхо(дного сигнала в генераторе дискретных аргументов 3 формируется значе(гпе аргумента где ь — ожидаемое значение частоты сигнала; (1р Км) — ожидае(мое значение фазы сигнала, обусловленное законом его фазовой модуляции в момент КМ. В тригонометрическом преобразователе 4 фо(рми руется функция
sin (eKAt+ (p (KAt) и, перемножаясь в гмножительном устройстве 8 с значением кода
К-ой выборки сигнала ЛЯК), а также со значением ожидаемой в момент КИ ам(плитуды сигнала Ч(КЛt), формируемой в генераторе дискретных амплитуд 7, на выходе множительного устройства образуется ве,чичина
x((Ê) = N(gAt)XV(EAt)X
sin (вКЛ/ + (р(КЛ/) j
После выдачи значен(ия х((К) в накапливающий сумматор 9 в множительном устройстве .вычисляется величина х2(К) = N(AAt) X ЯКШАХ
sin (со(Ко/ + (р(КЛt) ) (посредством умножения задержанного в линии задержки б,кода Р(К) амплитуды
V(KAt) и задержанного в линии задержк!! б значения cos (аКМ + qP(At)}
Время задерж(ки л(иний оп(ределяется вре,менем, необходимым для осуществления опе.раций умножения.
Hp. зыходе накапливающего сумматора образуется значение двух .сумм:
15
Зо
50.(= л, (к(н Б= х., (Я(Количество слагаемых т в каждой сумме определяется интер(варлам (кодиро(вания М (и длительностью сигнала. С выхода накапливающего сумматора 9 величины А,и В подаются на вход определителя отношения 10, где
Б формируется отношение — tg ро. ОкончаА тельно значение измеряемой фазы формируется в тригонометрическом првоб(разователе arctg Il, на,вход которого, подается значеБ ние отношения — . и
Моделирование на ЦВМ работы устройства показывает, что его характеристики зависят от разряд(ности кордов Bbl(60!pêè си(гнала, тригонометр(ических функций и ожидаемого значения амплитуды сигнала (и могут быть достигнуты, практически с любой степенью точно(сти.
Предмет изобретения
Цифровое устройство для оптимального измерения фазы сигнала, содержащее множительное устройство, связанное через последовательно включенные интегратор,и определитель отношения с тригонометрическим преоб(разователем, отличающееся тем, что, с целью повышения точности, измерения, оно снабжено преобразователем напряжения в цифровой код, вход которого (подключен к,выходу полосового фильтра, а выход соединен с двумя входами множительного устрой(ства, причем с одним вхо(дом — непосредственно, а с др(угим — через линию задержки; генератором дискретных а(ргументов, тригонометрическим преооразо вателем яп ср, тригонометрическим преобразователем cos ср, генератором дискретных амплитуд, причем выход генератора дискретных аргументов соединен со;входом тригонометрических преобразователей sin (р и
cos ср, выходы которых подключены к вретьему и четвертому входам множительного устройства, тригонометрический (преобразователь яп ср под(ключен .непасредственно, а тригонометрический .преобразователь Gos cp — через линию задержками; выход генератора дискретных амплитуд соединен с пятым входом м»ож((тельпого усгройства.
Составитель Л. Прохорова
Техред 3, Тараненко Корректор А, Васильева
Редактор Т. Шагова
Тип, Харьк. фил. пред. «Патент»
Заказ 995/186 Изд. № 385 Тира>к 678 Подписное
ЦНИИПИ Государственного комитета Совета Министров СССР по делам изобретений и открытий
Москва, Я-35, Раушская наб., д. 4/5
