Способ измерения фазовых сдвиговрадиосигналов

 

Союз Советских

Соцнапнстнческнх

Ресттублнн

ОПИСАНИЕ

ИЗОБРЕТЕНИЯ

К АВТОРСКОМУ СВМДЕТИЛЬСТВУ (u) 808961 (61) Дополнительное к авт. свид-ву(22) Заявлено 24.1077 (21) 2538564/18-21 с присоединением заявки ¹ (23) Приоритет

Опубликовано 2802,81. Бюллетень Йо 8

Дата опубликования описания 280281 (gg p (3

G 01 R 25/00

Государственный комитет

СССР ио делам изобретений и открити Й (53) УДК 621. 317.. 373 (088. 8) (72) Автор изобретения

A.È. Фендриков

Киевский ордена Ленина политехнический институт им. 50-летия Великой Октябрьской социалистической ! революции (71) Заявитель (54) СПОСОБ ИЗМЕРЕНИЯ ФАЗОВЫХ СДВИГОВ

РАДИОСИГНАЛОВ

Изобретение относится к фазометрии и может применяться при измерении сдвига фаз одиночных коротких радноимпульсов,а также непрерывных сигналов при малом времени обращения к ним.

Известен способ измерения сдвига фаэ сигналов, предусматривающий перенос сдвига Фаэ на фиксированную частоту вспомогательных колебаний с помощью преобразователя частоты (.1) .

Недостатком известного способа является достаточно большое время обращения к входным сигналам, которое не может быть меньше времени измере- 15 ния сдвига фаэ вспомогательных коле- баний.

Известен также способ измерения фазовых сдвигов, .в котором исследуе- 20 мые сигналы стробируют,в результате чего выделяют т мгновенных значений (выборок ) каждого сигнала,равномерно распределенных внутри одного периода 1,и запоминают эти выборки. 25

По окончании запоминания последней

m-ой выборки производят циклическое синхронное считывание выборок сигналов,в результате чего формируются вспомогательные колебания фиксирован- 30 ной частоты фазовый сдвиг которых измеряют f2

Недостатком известного способа является значительная погрешность измерения сдвига фаз низкочастотных сигналов, обусловленная уменьшением значений выборок сигналов к моменту считывания за счет разряда конденсаторов памяти.

Цель изобретения — повышение точности.

Укаэанная цель достигается тем, что в способе измерения фазовых сдвигов радиосигналов путем запоминания выборок сравниваемых сигналов, равномерно распределенных внутри одного периода циклического считывания 1-ой, 2-ой,. ° .,m-ой выборок, формируя вспомогательные колебания, число выборок увеличивают на 0,25 m при пропорциональном увеличении времени обращения,после запоминания 1,25 m-ой выборки производят формирование дополнительных колебаний путем считывания выборок с номерами 0,25 ю,0,25 в + 1, 1,25 m и суммирует результаты измерения сдвига фаэ вспомогательных колебаний и дополнительных вспомогательных колебаний.

8089бl

ЗО

3»l

40 с

5()

На фиг.l изображена временная диаграмма, поясняющая способ измерения; на фиг.2 - устройство, реализующее способ., сстройство содержит первый и второй.идентичные каналы 1 и 2,к выходам которых подключен фазоизмерительйый блок З,измеряющий мгновенные значения сдвига фаз,а также разомкнутый регистр 4,соединенный с управляеьь7м генеРатОРом 5скольЦевой РегистР б сдвига, соединенный входом с генератором 7 фиксированиой частоты

Каждый из каналов содержит 1,25 m звеньев 8 (m — целое число кратное числу 4) и фильтр 9 нижних частот.

Каждое звено образовано запоминающим элементом 10,вход и выход которого через первый и второй ключи 11 и 12 подсоединены к входу канала и входу

ФНЧ соответственно. Управляющие входы ключей 11 и 12 каждого звена подключены к соответствующим выходам регистра 4 или б. Работа фазометра осуществляется под действием управляющих сигналов блока 13 управления.

Сущность способа рассматривается на примере одного из исследуемых сигналов — опорного (см.фиг.l),начальная

Фаза которого равна нулю. В моменты времени 1 t 2 10 Осуществляют дискретизацию (стробирование) сигнала в 1,25 m точках,т.е. его представление в виде 1,25 m выборок,соответствующих указанным моментам времени.

ВЫборКИ U „(t„) i, U7(t2) с UЬ(tg? с

U (t ) запоминают в элементах па70 мяти. Восстановление сигнала осуществляют в течение двух тактов, непосредственно следующих эа моментами ; 8 и

t,д соответственно. В первом такте восстановление сигнала Осуществляют путе" c."..чи ывания вы»бО ЗОк с Ho>»7epa ми 1,2,.„,,8. В результате разряда конденсаторов » амяти значения считываамьх выборок И „((:В) с J2(t

U. (7.), При =-:Осе:. анов;eHHH сигнала ( по искаженным выборкам возникает пог" решность,которая Обозначена через а«.

Восстановлен= "-. сигнала в»О втором -акте Осуществляют путем считывания выборок с номерами 3,4,...,30. В этом случае начальная фаза сигнала

Определяется моментом ty и равна

У1,>= Г-с, + (аз (з-- с ) либо - с11 (после подстановки (вВ -2Л- с сд= — и t = — -1. Погрешности Ь и г . г сл. 7 - 1 ,. соответствующие фазам V и Ч „, сйгналасблизки по величине и протиВОПОЛОжны ПО SHGKyiT.е. л77- -аи дискретизация и восстайовлейие измеряемого исследуемого сигнала осуществляется синхронно и аналоги:ным Образом. Например, если сдвиг фа измеряемого сигнала по отношению к опорному равен ч,то значения фазы сигнала в моменты 1„ и t> соответственно равны 921-Ч +V H Ч 2= +с1

21 11

ЗНаЧЕНИЯМ Y2„ И с СООтВЕтСтВУЮт погрешности йх передачи, которые обоз- ° начены р2 и Ь22 ° Причем для погрешностей А2 и 7 . так же,как и для ,опорного сигнала справедливо приблиReHHoe pBaeHCTBo T,e », - 2Х.

После восстановления обоих исследуемых сигналов в каждом такте производят измерение их сдвига фаз. Результаты измерения сдвигов фаэ в первом и втором тактах соответственно равны

,=(7 + 21с» "2=(Я17- 12 либо с учетом знаков Ь„„, ь22

Ч =(Ч+Ь21)-Ь„и 4 =(-Л 2)+7

Согласно способу искомое значение сдвига фаз сигналов получают в результате усреднения результатов промежуточных измерений, т.е. с2 „»с». (» 2» 21)"Ф»»»»»g

Проведенные в соответствии с приведенными расчеты погрешностей измерения для наихудшего случая (Т/ь = 3, m = 10) подтвердили эффективность способа: по сравнению с известным способом он позволяет не менее,чем в 10 раз повысить точность измерения сдвига фаз, Дальнейшее уменьшение погрешности измерения сдвига фаз сигналов,период следования которых соизмерим с постоянной запоминания польэуемого элемента памяти, возможно путем увеличения числа тактов измерения, Например,в рассмотренном случае при

m = 8,кроме описанных двух тактов, возможен еще один такт измерения.

Восстановлeние обоих сигналов в этом

/ такте должно осуществляться путем считывания выборок с но (ерами

2,3,...,9 в момент времени tg. Hpu этом искомое значение сдвига фаз исследуемых сигналов определяется:. как среднее арифметическое результатов измерения в 3-х тактах.

Таким образом, способ измерения сдвига фаз позволяет при увеличейииврамени обращения на 25 Ъ значительно (более,чем в 10 раз) увеличить точность изме».ения.

Устройство работает .:сс.:7ующим образом.

Под действием первого управляющего сигнала, поступающего на регистр

4, на выходах последнего последовательно во времени через интервал

zt =, — возникают короткие импульсы. т

Под действнем импульсов, открывающих ключ ll,â элементах памяти 10 каждого из каналов 1 и 2 запоминаются выборки входного сигнала, равномерно

808961 распределенные внутри интервала времени,равного 1,25 Т.

Восстановление входных сигналов осуществляют синхронно в два такта, В течение первого такта в восстановлении участвуют звенья 8 — 8,а в теw чение второго - звенья с 8 — 8 . Boc11 Ч становление каждого:сигнала осуществляют путем считывания (периодического подключения выхода каждого запоминающего элемента 10 через ключ 12 ко входу фильтра 9) выборок. Считывание производят под действием выходных сигналов регистра 6. Управление работой регистра б осуществляется таким образом,что в течение первого такта сигналы присутствуют на первых m (4-х) выходах,а в течение второго такта — на последних а выходах.

Управляются регистры 4 и 6 с блока 13 управления. На регистры 4 и б поступают сигналы заданной частоты от ге- 2О нераторов 5 и 7.

В результате считывания в течение каждого такта на выходах каналов 1 и 2 формируются восстановленные сигналы,сдвиг фаэ которых измеряют с по- yg мошью блока 3. В результате измерения фазовых сдвигов погрешность измерения существенно уменьшится. формула изобретения

Способ измерения фазовых сдвигов радиосигналов путем запоминания выборок сравниваемых сигналов, равномерно распределенных внутри одного периода циклического считывания

l-ой,2-ой,...g m-ой выборок, формируя вспомогательные колебания, о т л ич а ю шийся тем,что,с целью повышения точности, число выборок увеличивают на 0,25 m при пропорциональном увеличении времени обращения,после запоминания 1,25 m-oN выборки производят формирование дополнительных вспомогательных колебаний путем считывания выборок с номерами 0,25 m, 0,25 m + 1,...,1,25 m.и суммируют результаты измерения сдвига фаз вспо могательных колебаний и дополнительных. вспомогательных колебаний.

Источники информации, принятые во внимание при экспертизе

1.Бова М.Г.,Гойтевський B.O.,Маевський С.М.,Иолебний С.м. Вим1рювання р1зниц1 фаз у рад оелектрон ц1

Ки в, "Вища школа", 1972.

2. Авторское свидетельство СССР

М 394730, кл. G 01 R 25/00, 1976.

808961

+уз. 2

Составитель М. Барашков

Техред Т, Маточка Корректор С. Щомак

Редактор С. Тараненко

Заказ

404/48 Тираж 743 Подписное

ВНИИПИ Государственного комитета СССР по делам изобретений и открытий

113035, Москва, Ж-35, Раушская наб., д. 4/5

Филиал ППП Патент, r. ужгород, ул. Проектная, 4