Устройство для измерения разности фаз

Устройство для измерения разности фаз

Иллюстрации

Показать все

Реферат

 

УСТРОЙСТВО ДЛЯ ИЗМЕРЕНИЯ РАЗНОСТИ ФАЗ, содержащее два измерительных канала, каждый из которых . состоит из последовательно соединенных датчика синусоидального напряжения , квантователя и цифрового перемножителя , второй вход которого соединен со старшим разрядом сумматора-накопителя , выходы сумматоров-накоВСЕСОЮЗйЗД МТИПШи , I 1 I эШ;.;ша1Р4А пителей обоих каналов подключены соответственно к первым и вторым входам вычитателя, отличающеес я тем, что, с целью расширения функциональных возможностей путем обеспечения возможности измерения разности фаз зашумленных сигналов с изменяющейся частотой, в него ввeдены дополнительно в каждом канале элемент коррекции и сумматор, а также в первом канале цифровой интегратор , причем входы элементов коррекции подключены к выходам цифровых перемножителей, выходы - к первьв входам сумматоров, выходы сумматоров подключены к входам сумматорово накопителей, вход цифрового интеграв тора подключен к выходу цифрового (Л перемножителя первого канала, а его выход подключен к вторым входам сумматоров в обоих каналах.

СОЮЗ СОВЕТСНИХ

СОЦИАЛИСТИЧЕСКИХ

РЕСПУБЛИН

З(51) G 01 R 25/00

ГОСУДАРСТВЕННЫЙ КОМИТЕТ СССР

tlO ДЕЛАМ ИЗОБРЕТЕНИЙ И ОТКРЫТИЙ

ОПИСАНИЕ ИЗОБРЕТЕНИЯ

К АВТОРСКОМУ СВИДЕТЕЛЬСТВУ (21) 3284730/18" 21 (22) 04.05.81 (46) 15.04.83. Бюл. 9 14 (72) A. С. Руденко, В. Н.1 лазов, В.A. Максименко и В.Н.Дударов (53) 621.317.77(088.8) (56) 1. Авторское свидетельство СССР

9 331330, кл. G 01 R 25/00,10.04.70.

2. Автррское свидетельство СССР

Р 540224, кл. G 01 R 25/00,24.11.75 (IlPoToTHtt) . (54) (57) УСТРОЙСТВО Д)1Я HBMEPEHHR

РАЗНОСТИ ФАЗ, содержащеь два измери- тельных канала, каждый из которых . состоит из последовательно соединенных датчика синусоидального напряжения, квантователя и цифрового пе ремножителя, второй вход которого соединен со старшим разрядом сумматора-накопителя, выходы сумматоров-нако„„Я0„„1012153. A пителей обоих каналов подключены соответственно к первым и вторим входам:вычитателя, о т л и ч а ю щ е ес я тем, что, с целью расширения функциональных возможностей путем обеспечения возможности измерения разности фаз зашумленных сигналов с изменяющейся частотой, в него вве-" дены дополнительно в каждом канале элемент коррекции и сумматор, а также в первом канале цифровой интегратор, причем входы элементов коррекции подключены к выходам цифровых перемножителей, выходы — к первым входам сумматоров, выходы сумматоров подключены к входам сумматоров- д накопителей, вход цифрового интегра- ® тора подключен к выходу цифрового перемножителя первого канала, а его. +P выход подключен к вторым входам сумматоров в обоих каналах.

1012153

Изобретение относится к измерительной технике и может быть использовано для измерения фазы зашумленных сигналов с изменяющейся частотой при испытании электронных схем и выцачи результатов в цифровом виде.

Известен двухканальный цифровой фаэометр, содержащий в каждом канале датчик синусоидального напряжения, выход которого подключен к входу своего усилителя-ограничителя С13.

Недостатками известного цифрового фазометра являются невысокая точность и надежность измерений, вызванные зависимостью показаний фазометра от частоты входных сигналов.

Наиболее близким к изобретению является цифровой фазометр, содержащий два канала,для измерения мгно- 20 венной разности фаз между. двумя синусоидальными сигналами, в каждом канале которого последовательно соединенные.датчик синусоидального напряжения и квантователь, подключен- 25 ный выходом к одному из входов цифро- вого перемножителя, второй вход которого соединен со старшим разрядом сумматора-накопителя, содержащий также вычитатель, первые входы которо- 30 го подключены к выходам сумматоранакопителя первого канала, а вторые входы подключены к выходам сумматора-накопителя второго канала 2 .

Недостатками этого цифрового фа- 35 эометра являются необходимость подачи на него в процессе измерения прогноза о частоте выходных сигналов, что уменьшает его функциональные воэможности, например, невозмож- 40 ны измерения с высокой точностью . зашумленных сигналов и,сигналов с изменяющейся в процессе измерений, частотой из-за переходных процессов при смене прогноза а частоте вход.ных сигналов и вследствие малой по- 45 лосы удержания каналов фазометра.

Цель изобретения - расширение функциональных воэможностей путем .обеспечения возможности измерения разности фаз зашумленных сигналов с изменяющейся частотой без подачи на устройство прогноза о частоте входных сигналов.

Поставленная цель достигается теМ, что в устройство для измерения раз. ности фаз, содержащее два измерительных канала, каждый из которых состоит из последовательно соединенных датчика синусоидального напряжения, квантователя и цифрового пере- 60 множителя, второй вход которого соединен со старшйм разрядом сумматора» накойителя, выходы сумматоров-накопителей обоих каналов подключены соответственно к первык и вторым входам 65 вычитателя, введены дополнительно в каждом канале элемент коррекции и сумматор, а также в первом канале цифровой интегратор, причем входы элементов коррекции подключены к выходам цифровых перемножителей, выходы — к первым входам сумматоров, выходы сумматоров подключены к входам сумматоров-накопителей, вход цифрового интегратора подключен к выходу цифрового перемножителя пер.ного канала, а его выход подключен ко вторыми входам сумматоров в обоих каналах.

На чертеже представлена структурная схема устройства для измерения ,разности.

Устройство содержит датчики 1 и 2 синусоидального напряжения, квантователи 3 и 4, цифровые пере« множители 5 и б, элементы 7 и 8 коррекции, цифровой интегратор 9, сумматоры 10 и 11, сумматоры-накопители 12 и 13, вычитатель 14, шину 15. ввода прогноза о частоте входных сигналов, шину 16 выдачи результатов измерений..

Устройство работает следующим образом.

Первоначально по шине 15 в цифровой интегратор 9 из вычислительной машины поступает информация об ожидаемой частоте входного сигнала с целью убыстрения ввода устройства в синхронный режим работы. Поступающие с датчиков 1 и 2 синусоидального напряжения .сигналы в виде смеси синусоидального сигнала с шумом жест-. ко ограничиваются по амплитуде .с двух сторон и квантуются квантовате-. лями 3 и 4 по времени с тактом

Т е= 1/Гке, где Гке частота квантования. В результате на первые вхо-. ды цифровых перемножителей 5 и 6 подаются дискретные сигналы 4И )=эти Ь1и (etcy„)1;

S (4) афти 1,э1и (Щ +Щ,)3, где Щ « начальная фаза синусоидального сигнала с датчика 1;

Ц . — начальная фаза синусоидального сигнала с датчика 2.

Вследствие перемножения этих сигналов на сигналы, поступающие на вторые входы цифровых перемножителей 5 и б со старших разрядов сумматоров-накопителей 12 и 13, на выходах цифровых перемножителей 5 и б формируется сигнал. ошибки. Сигнал ошибки представляет .из, себя последовательность отрицательных и положительных импульсов, соотношение которых зависит от фазового рассогласования сигналов входных и с сумматоровнакопителей 12 и 13. Сигнал ошибки с выхода цифрового перемножителя 5 поступает в цифровой интегратор 9, 1012153

Составитель Н.Areeaa

Редактор М.Товтин Техред К.Мыцьо Корректор М. Коста

Заказ 2753/55 Тираж 708 Подписное

ВНИИПИ Государственного комитета СССР

1 по делам изобретений и открытий

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

Филиал ППП Патент, r. Ужгород, ул. Проектная, 4 величина содержимого которого определяет величину изменения фазы сигналов, формируемых сумматорами-накопителямн 12 и 13 за время Т<э, так как каждый такт работы устройства содержимое цифрового .интегратора 9, через сумматоры 10 и 11 поступает. в сумматоры-накопители 12 и 13. В синхронном режиме работы содержимое цифрового интегратора 9 соответствует приращению фазы входных..сигналов за время Ткз, т.е. частоте входных сигналов, фазовое рассогласование сигналов, формируемых сумматорами-накопителями 12 и 13 относительно сигналов входных равно 90 и разность кодов, формируемая вычи- тателем 14, соответствует мгновенной разности фаэ сигналов с датчиков 1 и 2

: И=Ч ®-(Ч +ф)=ц„,.

Если частота обрабатываемых сигналов при этом неизменна . то усредненное значение сигнала ошибки с цифровых перемножителей 5 и 6 равно нулю и содержимое цифрового интегратора 9, пропорциойальное частоте входных сигналов, не изменяется. Если в процессе обработки сигналов их частота изменяется, то сигнал ошибки с цифрового перемножителя 5 изменяет содержимое цифрового интегратора 9 таким образом, что осуществляется отработка рассогласования по частоте и Фазе между входньЬ4 сигналом с датчика 1 и сигналом, формируемым сумматором-накопителем 12, и ре.зультаты, выдаваемые по шине 16 соответствуют мгновенному фазовому рассогласованию сигналов с датчиков 1 и 2, т.е. осуцествляется обработка сигналов без подачи на устройство прогноза о частоте входных сигналов, о автосопровождение сигналов по частоте беэ подачи прогноза осуществляется в диапазоне частот до ЦЗ

Элементы 7 и 8.коррекции определяют динамические свойства устройства и служат для обеспечения устойчивости работыт сумматоры 10 и 11 служат для сложения сигналов с цифрового интегратора 9 и элементов 7 и 8 коррекции перед подачей на сумЯ маторы-накопители 12 и 13.

Необходимая точность измерения мгновенного фазового рассогласования зашумленных сигналов достигается выбором соответствующих коэффициен25 тов связи элементов 7 и 8 коррекции и цифрового интегратора 9 с суммато-. . рами-накопителями 12 и 13, причем чем более высокие требования цредьявляются к точности измерений и чем хуже соотношение сигнал/шум сигналов с датчиков 1 и 2, тем меньшей величины должны быть эти коэффициенты связи.