Способ измерения фазового сдвига гармонического сигнала

 

осч-;:"

О%тем): о- o-.

ОПИСАНИЕ

ИЗОБРЕТЕН ИЯ

Союз Советских

Социалистических

Республик

К АВТОРСКОМУ СВИДЕТЕЛЬСТВУ (61) Зависимое от авт. свидетельства— (22) Заявлено 22.05.73 (21) 1 9207G8/18-10 с присоединением заявки М— (32) Приоритет—

Он»бликовано 28.02.75. Бюллетень Хе 8 (51) 11. Кл. G 01г 25/00

Государственный комитет

Совета Министров СССР оо делом изобретений и открытий (o3) (К 621 317 77 (088.8) Лата опуоликования описания 17.09.75 (72) Авторы изобретен:»1

Л. Е. Овчинников, В. М. Полубояров, В. Г. Смирнов и А. А. Щербаков

Ленинградский институт авиационного приборостроения,(71) Зяяв :1тель (54) СПОСОБ ИЗМЕРЕНИЯ ФАЗОВОГО СДВИГА

ГАРМОНИЧЕСКОГО СИГНАЛА

Изобретение относится к области техники измерения электрических величин и может быть использовано при проведении радиолокационных измерений, в частности для измерения фазового сдвига любого периодического сигнала с фиксированной частотой.

Известны способы измерения разности фаз двух переменных напряжений с цифровым отсчетом, основанные на подсчете числа импуль. сов, вырабатываемых в промежутке времени между моментами переходов опорным и задер>канным напряжениями через нулевые значения, соответствующие началам периодов.

Их количество пропорционально измеряемой разности фяз.

Однако из-за конечной длительности и периода следования импульсов, заполняющих временной и1первал, такие способы измерения фазового сдвига имеют ограниченную точность. Дл)ггельность и период следования, в сво)о очередь, ограничены частотными свойствами используемых элементов (такими элементами прежде всего являются интегральные микросхемы, на которых чаще всего строятся подобные измерители).

Цель изобретения — повышение точности измерения фазового сдвига гармонического сигнала.

Это достигается тем, что момент перехода через нулевое значение задержанного гармонического нанря>кения фиксируют II11II)льсом фиксации калиброванной длительности. Затем разбивают всю область возмо>кного временlIoI о поло>кения указанного нз пульса на участки длительностью, рав1юй длительности импульса фиксации, определяют номер участка, относительно момента перехода опорного напряжения через нулевое значение, совнадя1ощего по времени с передним фро)пoм импульса фиксации, формируют селекторный импульс, длител)яюсть H време1нюе поло>кение которого соответствуют участку, предшссз ву1ощему участку совпадения, далее пос IO10Bàтельной задержкой селекторного импульса

15 формируют последовательность перекрывающихся во времени импульсов и, фиксируя совпадение каждого импульса последовательности с импульсом фиксации, онределя1от веI II 1 1 Illa времен1юго ннтерва Iя, соответствую20 щего фазовому сдвигу.

На фиг. 1, а — р приведены временн1яе диаграммы, поясняющие способ, где а — опорная импульсная последовательность; б — пмнульс25 ное напряжение, пз которого формируется опорное синусоидальное нанря>кение; в-опорное синусоидяльное напряжение; г — з11держанное синусоидальное напряжение; д — импульс фиксации калиброванной длптел llooтп;

e — селекторный импульс; ж — p последовя462145 тельностп перекрывающихся во времени импульсов.

На фиг. 2 изображен вариант блок-схемы для осуществления способа.

Блок-схема содержит генератор 1 опорной импульсной последовательности, делитель 2, формирователь 3 опорного синусоидального напряжения, решающее устройство 4, формирователь 5 селекторного импульса, формирователь 6 импульса фиксации, счетчик 7 и линию 8 задержки.

В этой схеме фазовый сдвиг изменяется между двумя синусоидальными напряжениями — опорным (фиг. 1, в) и задержанным (фиг. 1, г). Опорное синусоидальное напряжение формнруется из импульсного напряжения (фиг. 1, o) . Импульсное напряжение получается из опорной импульсной последовательности типа меандр (фиг. 1, а) делением частоты.

Опорное синусоидальное напряжение синхронизировано с опорной импульсной последовательностью. В момент перехода задержанного синусоидального напряжения через нулевое значение с положитеlbHQA производной (фиг.

1, г), вырабатывается импульс фиксации калиброванной длительности (фиг. 1, д). равной периоду следования импульсов опорной последовательности. После этого определяется номер периода опорного импульсного напряжения, с которым по времени совпадает передний фронт импульса фиксации. Началом отсчета служит момент перехода через нулевое значение опорного синусоидального напряжения. Затем формируется селекторный импульс (фиг. 1, е). временное положение и длительность которого соответствуют периоду опорно10 импульсного напряжения, предшествующему периоду, с которым совпадает передний фронт импульса фиксации. Последовательной задержкой селекторного импульса формируется импульсная последовательность перекрывающихся во времени импульсов (фиг. 1, е — p) .

Длительность этой последовательности равна двум периодам опорного импульсного папря>кения. Взаимный сдвиг импульсов последовательности определяет точность измерения.

Таким образом, измерение временного ин5 тервала, а следовательно и фазового сдвига, осуществляется по временному совпадению импульса фиксации с перекрывающимися по времени импульсами последовательности. При этом поставленная цель достигается, так как максимальная ошибка измерения величины временного интервала равна половине временного сдвига между двумя импульсами последовательности.

Предмет изобретения

Способ измерения фазового сдвига гармонического сигнала, основанный па измерении временного интервала между моментами переходов опорным и задер>каппым напряжениями

Q0 через нулевые значения, отличаю цийся тем, что, с целью повышения точности измерения фазового сдвига, фиксируют момент перехода через нулевое значение задержанного гармонического напряжения импульсом фиксации

25 калиорованной длительности, затем разбивают всю область возможного временного положения указанного импульса на участки длительностью, равной длительности импульса фиксации, определяют номер участка, относи30 тельно момен" à перехода опорного напря>кения через нулевое значение, совпадающего по времени с передним фронтом импульса фиксации, затем формируют селекторный импульс, длительность и временное положение которого

35 соответствуют участку, предшествующему участку совпадения, далее последовательной задержкой селекторного импульса формируют последовательность перекрывающихся во времени импульсов и, фиксируя совпадения каж40 дого импульса последовательности с импульсом фиксации, определяют величину временного интервала, соответствующего фазовому сдвигу.

462145 г д

cruz. 7

Фиг. 2

Составитель Л. Прохорова

Техред Н. Куклина

Корректор А. Дзесова

Редактор Т. Рыбалова

Заказ 3059 Изд. № 1247 Тираж 902 Подписное

ЦНИИПИ Государственного комитета Совета Министров СССР по делам изобретений и открытий

Москва, Ж-35, Раушская наб., д. 4/5.Обл. тип. Костромского управления издательств, полиграфии п книжной торговли