Способ измерения фазовых сдвигов при наложении двух гармонических сигналов с неизвестными частотами и устройство для его осуществления

Способ измерения фазовых сдвигов при наложении двух гармонических сигналов с неизвестными частотами и устройство для его осуществления

Иллюстрации

Показать все

Реферат

 

1. Способ измерения фазовых .сдвигов при наложении двух гармонических сигналов с неизвестными частотами , основанный на формировании суммарного и разностного сигнгшов, сдвиге суммарного сигнала на четверть периода, отличающийся тем. что, с целью повышения быстродействия , определяют значения максимумов разностного и суммарного сдвинутых сигналов, значение разностного сигнала в момент максимума сдвинутого суммарного сигнала и значение сдвинутого суммарного сигнала в момент максимума разностного сигнала, фазовые сдвиги находят из соотношения V - 2arcta Up(tV) , Г 2arctg ,, -и,,( где Vi,i - измеряеА«1е фазовые сдвиги; t и - моменты времени, при которых разностный сигнал имеет локальные максимумы;Q моменты времени, при кото- 8 9 ги рых разностный суммарный сиг нал имеет локальные максимума; Up(t) и Uj.j.(t) - разностный и сдвинутый суммерный сигналы соответстс венно. 4 4 САЭ

СОЮЗ СОВЕТСКИХ

СОЦИАЛИСТИЧЕСКИХ

РЕСПУБЛИК

1(5П G 0 1 И 25/00

ОПИСАНИЕ ИЗОБРЕТЕНИЯ

К ASTOPCHOMV СВИДЕТЕЛЬСТВУ

g,z ce х измеряемые фазовые сдвиги моменты времени, при которых разностный сигнал имеет локальные максимумц моменты времени, при кото- Е рых разностный суммарный сиг нал имеет локальные максимумы f

М1,z а и ю

ty I2

ГОСУДАРСТВЕННЫЙ КОМИТЕТ СССР

ПО ДЕЛАМ ИЗОБРЕТЕНИЙ И ОТКРЫТИЙ (21) 3565774/18-21 (22) 17.03.83 (46) 23,07,84, Бюл. Р 27 (72 ) В.A .Kèðæáàóì, И .Д, 3 олот арев, С.П.Седельников и С.И.Журавлев (71) Омский политехнический институт (53) 621. 3,018. 1 (088.8) (56) 1. Зюко A.Ã., Пловский Д.Д. и Назарев Л.М, Теория передачи сигналов. М., Связь, 1980, с. 24.

2.Авторское свидетельство СССР .по заявке 9 3432597/21, G 01 R 25/00, 19, 10,82. (54) СПОСОБ ИЗМЕРЕНИЯ ФАЗОВЫХ СДВИГОВ ПРИ НАЛОЖЕНИИ ДВУХ ГАРМОНИЧЕСКИХ

СИГНАЛОВ С НЕИЗВЕСТНЫМИ ЧАСТОТАМИ И

УСТРОЙСТВО ДЛЯ ЕГО ОСУЩЕСТВЛЕНИЯ (57) 1. Способ измерения фазовых, сдвигов при наломении двух гармонических сигналов с неизвестными частотами, основанный на формировании суммарного и разностного сигналов, сдвиге суммарного сигнала на четверть периода, о тли ч ающи йс ятем, ÄÄSUÄÄ 1104437 A что, с целью повышения быстродействия, определяют значения максимумов разностного и суммарного сдвинутых сигналов, значение разностного сигнала в момент максимума сдвинутого суммарного сигнала и значение сдвинутого суммарного сигнала в момент максимума разностного сигнала, фазовые сдвиги находят из соотношения () р() и

П - () - раэностный и сдвинутый суммарный сигналы соответственно.

1104437 причем выход вычитателя соединен с входами первого блока выборки и хранения и второго блока экстремума, первый выход которого соединен с третьим входом вычислителя, а второй выход — с управляющим входом второго блока выборки и хранения, выход которого соединен с четвертым входом вычислителя, выход фазовращателя соединен с входами второго блока выборки и хранения и первого блока экстремума, второй выход которого соединен с управляющим входом первого блока выборки и хранения.

2 ° Устройство для осуществления способа по п. 1, содержащее сумматор и вычит ател ь, первые входы к оторых соединены с шиной первого сигнала, а вторые входы — с шиной второго входного сигнала, выход сумматора соединен с входом фазовращателя, первый выход первого блока экстремума и выход первого блока выборки и хранения соединены соответственно с первым и вторым входами вычислителя, о т л и ч а ю щ е е с я тем, что, с целью повышения быстродействия, в него введены второй блок экстремума и второй блок выборки и хранения, 1 2

Изобретение относится к измеритель выходом второго блока полярности, упной технике и может быть использова- равляющий вход которого соединен с но для измерения фазовых сдвигов двух вторым выходом блока экстремумов и упси гн алов . равляющими входами блока выборки и

Известен способ, основанный на 5 х1= анения и первого блока полярноспредварительной фильтрации и после- T@ (23» дующем измерении фазовых сдвигов Недостатком известных способа и

MeEztY двумя гармоническими сигналами, устройства является их низкое быстУстройство для осуществления способа,„родействие. содержит четыре фильтра, входы кото- 10 Цель изобретения — повышение бырых попарно соединены с шинами вход- стродействия, ного сигнала, и два фазометра, вхо- Поставленная цель достигается тем, ды которых подключены к выходам филь- что при способе, основанном на фортров (1). мировании суммарного и разностного

Недостатком способа и устройства 5 сигналов, сдвиге суммарного сигнала является их низкое быстродействие. на четверть периода, определяют знаИзвестен способ, основанный на чения максимумов разностного и сумформировании суммарных и разност- марного сдвинутых сигналов, значеных сигналов, сдвига суммарного сиг- ние разностного сигнала в момент" нала на четверть периода, детекти- максимума сдвинутого суммарного сигрование разностного сигнала, опреде- нала и значение сдвинутого суммарноление значения и момента максимума го сигнала в момент максимума разностраэностного сигнала, в момент макси- ного сигнала, фаэовые сдвиги находят мума разностного сигнала определяют из соотношения знак разностного и сдвинутого суммарного сигнала и запоминают значе- + 2 t 1 1(t ) — 17 р (t, l

У = 2arctg ние продетектированного сдвинутого суммарного разностного сигнала, по полученным величинам вычисляют зна- где V> z — измеряемые фазовые сдвиги; чения фазовых сдвигов. и t - моменты времени, при кото-! в

Устройство для осуществления спо- ЗО рых разностный сигнал соба содержит сумматор и вычит атель, имеет локальные максимумы; первые входы которых соединены с ши- и - моменты времени, при котоной первого сигнала, вторые входы рых сдвинутый суммарный с ши н ой вт оро го си г нал а, выход сум- сигнал имеет локальные макматора соединен через первый детек- 35 симумы; тор и блок выборки и хранения с пер- 0 (t) и вым входом вычислителя, второй вход Uc<(t) — разностный и сдвинутый сумкоторого соединен с первым выходом марный сигналы соответстблока экстремума, вход которого сое- венно, динен через второй детектор с выходом4() Кроме того, в устройство, содержавычитателя и первым входом первого щее сумматор и вычитатель, первые блока полярности, выход которого сое- входы которых соединены с шиной пердинен с третьим входом вычислителя, - ного сигнала, а вторые входы — с четвертый вход которого соединен с шиной второго входного сигнала, вы)104437

Up (t ) — Up(t )

Ч, = 2arctg П сс q cc

Up (t ) — Up(t ) 2агсtg

Сс г сс< г

П р („) и U, (, ) соответствуют ко- 50 ординатам У и X точки С .

Пр(с „ ) и Ц „(, ) — координатам

У и X точки A, U (t ) и П () — координатам точP 2 сс ки В, 55 цр (2 ) и П,, () - координатам точкй A, ход сумматора соединен с входом фазовращателя, первый выход первого блока экстреМума и выход первого блока выборки и хранения соединены соответственно с первым и вторым входами вычислителя, введены второй блок экстремума и второй блок выборки и хранения, причем выход вычитателя соединен с входами первого блока выборки и хранения и второго блока экстремума, первый выход которого соеди- (0 нен с третьим входом вычислителя, а второй выход — c управляющим входом второго блока выборки и хранения, выход которого соединен с четвертым входом вычислителя, выход фазовраща- 15 теля соединен с входами второго блока выборки и хранения и первого блока экстремума, второй выход которого соединен с управляющим входом первого блока выборки и хранения.

На фиг. 1 приведены временные диаграммы, поясняющие способ; на фиг.

2 — блок-схема устройства.

Сформированные разностный Up(t) и сдвинутый суммарный U„ (t) сйгналы подают на отклоняющие пластины осциллографа по осям У и Х соответствен-. но. В результате под действием поданных сигналов луч перемещается по экрану ЭЛТ, высвечивая параллелограмм

ABCD (фиг. 1), углы наклона сторон которого соответствуют измеряемым разностям фаз 4 „, и ч 2,2, Локальные экстремумы разностного сигнала U (t) лежат на сторонах АС и сс

BD., локальные экстремумы сдвинутого 35 суммарного сигнала Ucc. (t) — на сторонах АВ и CD.

Из геометрических построений видно, что угол наклона любой из сторон может быть определен по отрезку этой 40 стороны с известными координатами концов этого отрезка.

В итоге имеем

Пре,плагаемый способ позволяет опрелелить исходные для расчета нели— чины и вычислить по ним искомыг фазовые сдвиги без осциллографа.

Устройство для осуществления способа содержит вычитатель 1, сумматор

2, первые входы которых соединены с шиной первого входного сигнала, а вторые входы — с шиной второго входного сигнала, выход сумматора 2 соединен с входом фазовращателя 3, первые выходы блока 4 экстремума и блока 5 выборки и хранения соединены соответственно с первым и вторым входами вычислителя б, выход вычитателя 1 соединен с входами блока 5 и блока 7 экстремума, первый выход которого соединен с третьим входом вычислителя б, а второй выход — с управляющим входом блока 8 выборки и хра.нения, выход которого соединен с четвертым входом вычислителя б, выход фазовращателя 3 соединен с входами блока 8 н блока 4, второй выход которого соединен с управляющим входом блока 5, Устройство работает следующим образом.

Из входных сигналов () 1(с) и П2 (1) ,вычитатель 1 и сумматор 2 формируют разностный U (t) и суммарный U „(t) сигналы. Затем суммарный сигнал сдвигают фазовращателем 3 на ) /2 (U, () ), Фазовращатель настроен на постоянный сдвиг во всей полосе частот. Блоки

4 и 7 экстремумов определяют моменты появления локальных максимумов t u на разностном сигнале, t u на сдвинутом суммарном сигнале, и фиксируют значения локальных максимумов

В мОменты Времени t 1 2 и t, 2 блОки экстремумов выдают разрешающие сигналы на блоки 5 и 8, которые фиксируют значения входных сигналов U p(t2), Ц (t ) и U (), Uc (t, ) ° Полученнйе значения U«(t ) U р (), (t I ) . .и U (t ) йередаются в выP 12 P g2 числитель б, который вычисляет выражение и результаты выдает на выходы, являющиеся выкодами устройства.

Изобретение позволяет повысить быстродействие способа и устройства.

1104437

Составитель Н.Коновалов

Редактор О.Юрковецкая Техред Л.Коцюбняк Корректор С.Черни

Заказ 5205/32 Тираж 711 . Подписное

BHHKlIH Государственного комитета СССР

IIo делам изобретений и открытий

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

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