Устройство для измерения угла сдвига фаз между двумя модулированными гармоническими сигналами

Устройство для измерения угла сдвига фаз между двумя модулированными гармоническими сигналами

Иллюстрации

Показать все

Реферат

 

УСТРОЙСТВО ДЛЯ ИЗМЕРЕНИЯ УГЛА СДВИГА ФАЗ МЕЖДУ ДВУМЯ МОДУЛИРОВАННЫМИ ГАРМОНИЧЕСКИМИ СИГНАЛАМИ , содержащее генератор эталонной частоты, соединенный с одним из входов электронного ключа через умножитель частоты, регистратор, вход которого подключен к выходу электронного ключа, и связанные с электронньм ключом два канала, каясдый из которых включает в себя фиксатор уровня, блок выделения моментов перехода сигналов через максимальное значение и генератор ударного возбуждения. вход которого подключен к одному из входов блока выделения моментов перехода сигнала через максимальное значение, отличающееся тем, что, с целью повышения, точности. измерения, каждый канал снабжен усилителем глубины модуляции, вход которого совмещен с одним из входов устройства , и цифровым фильтром, представляющим собой двоичный счетчик, два многовходовых элемента И и дьа формирователя, причем,выход усилителя глубины модуляции связан с входом фиксатора уровня, выход которого соединен -с входом двоичного счетчика и одним из входов обоих элементов И, а каждый из остальных входов упомянутых элементов И соединен с выходом соответствующего разряда двоичного счетчика, при этом выход каждого из элементов И связан с входом одного из формирователей, выход каждого из которых соединен с соответствующим входом блока выделения моментов перехода сигнала через максимальное значение и генератора ударного возбуждения.

СОЮЗ СОВЕТСКИХ

СОЦИАЛИСТИЧЕСН ИХ

РЕСПУБЛИК (!91 (11>

SU (51)4 01 R 25/00

ОПИСАНИЕ ИЗОБРЕТЕНИЯ

К АВТОРСКОМУ СВИДЕТЕЛЬСТВУ

ГОСУДАРСТВЕННЫЙ КОМИТЕТ СССР

ПО ДЕЛАМ ИЗОБРЕТЕНИЙ И ОТКРЫТИЙ (21) 3692962/24-21 (22) 19.01.84 (46) 07.11.85. Бюл. И 41 (71) Ленинградский электротехнический институт связи им.проф.М.А.БончБруевича (72) С.Т.Виграненко и С.В.Костриц (53) 621.317.77(088.8) (56) Авторское. свидетельство СССР

И 311214, кл. С 01 R 25/00, 1971., Авторское свидетельство СССР

У 651269, кл. G 01 R 25/00, 1979. (54)(57) УСТРОЙСТВО ДЛЯ ИЗМЕРЕНИЯ

УГЛА СДВИГА ФАЗ МЕЖДУ ДВУМЯ МОДУЛИРОВАННЫМИ ГАРМОНИЧЕСКИМИ СИГНАЛАМИ, содержащее генератор эталонной частоты, соединенный с одним из входов электронного ключа через умножитель частоты, регистратор, вход которого подключен к выходу электронного ключа, и связанные с электронным ключом.два канала, каждый из которых включает в себя фиксатор уровня, блок выделения моментов перехода сигналов через максимальное значение и генератор ударного возбуждения, I вход которого подключен к одному иэ входов блока выделения моментов пе. рехода сигнала через максимальное значение, о т л и ч а ю щ е е с я тем, .что, с целью повышения. точности измерения, каждый канал снабжен усилителем глубины модуляции, вход .которого совмещен с одним из входов устройства, и цифровым фильтром, представляющим собой двоичный счетчик, два многовходовых элемента И и дВа формирователя, причем, выход .усили- теля глубины модуляции связан с входом фиксатора уровня, выход которого соединен -с входом двоичного счетчиQ ка и одним из входов обоих элементов

И, а каждый из остальных входов упомянутых элементов И соединен с выходом соответствующего разряда двоичного счетчика, при этом выход каждого из элементов И связан с входом одного из формирователей, выход каждого из которых соединен с соответствующим входом блока выделения моментов перехода сигнала через максимальное значение и генератора ударного возбуждения.

1 11902

Изобретение относится к точным фазовым измерениям в диапазоне низких и инфранизких частот.

Целью изобретения является повышение точности измерения за счет вве- 5 дения простейшего цифрового фильтра, позволяющего исключить демодуляцию сигналд ..

На чертеже представлена структур ная схема предлагаемого устройства.

Устройство содержит генератор 1 эталонной частоты, умножитель 2 частоты, электронный ключ 3 и регистратор 4, кнопки "Пуск" 5 и "Сброс" 6 и два канала, каждый из которых снабжен усилителем 7,8 глубины модуляции, фиксатором 9, 10 уровней, цифровым фильтром, состоящим из двоичного счетчика 11 12, двух многовходовых элементов И 13,14 и 15, 16 и двух формирователей 17 18 и 19 20 генера- . тором 21,22 ударного возбуждения и блоками 23,24 выделения моментов перехода сигналов через максимальное значение.

Генератор 1 эталонной частоты соединен .с одним из входов электронного ключа 3 через умножитель 2 частоты, вход регистратора 4 подключен к выходу электронного ключа 3.

С электронным ключом 3 связаны два канала, каждый из которых включает в себя фиксатор 9,10 уровня, блок 23,24 выделения моментов перехода сигналов через максимальное 35 значение и генератор 21,22 ударного возбуждения, выход которого подклю чен к одному из входов блоков выделения моментов перехода сигнала через максимальное значение. Каждый Ю канал снабжен усилителем 7,8 глубины модуляции, вход которого совмещен с одним из входов устройства, и цифровым фильтром, представляющим собой двоичный счетчик 11,12, два 45 многовходовых элемента И 13 14 и два формирователя 15,16, причем выход усилителя 7,8 глубины модуляции связан с входом фиксатора 9, 10 уров ня, выход которого соединен с входом Ю. двоичного счетчика 11,12 и одним из входов обоих элементов И 13,14 и f5,16, а каждый из остальных входов элементов И 13, 14 и 1S,16 соединен с выходом соответствующего разряда 55 двоичного счетчика 11, 12, при этом выходы каждого из элементов И 13,14 ,и 15, 16 связаны с входом одного из

91 2 формирователей 17 18 и 19,20, выход каждого из которых соединен с соответствующим входом блока 23,24 выделения моментов перехода сигнала через максимальное значение генератора 21,22 ударного возбуждения.

Устройство работает следующим образом.

Амплитудно-модулированные колебания поступают на входы усилителей 7 и

8 глубины модуляции, в каждом из которых происходит наряду с усилением сигнала увеличения глубины модуляции до значений, близких к 1.

Затем сигнал ограничивается по напряжению фиксаторами 9 и 10 уровней (выполненными, например, в виде ограничителей уровня с последующим формирователем прямоугольных импульсов), причем уровень ограничения выбирается из условия (1 -«)(1„=и.„» 2 О„, где m — - коэффициейт модуляции;

3 — амплитуда.

В результате ограничения образуется периодическая последовательность полуволн несущей частоты, амплитуда которой меняется по закону огибающей АМ-сигнала, следующая с частотой модулирующего сигнала.

С помощью формирователей, входящих в состав фиксатора уровня, ограниченный сигнал преобразуется в последовательность пакетов прямоугольных импульсов, следующих с модулирующей частотой, которые посту пают на входы цифровых фильтров,. каждый из которых представляет собой двоичный счетчик с набором схем совпадений (объем счетчика выбирается из соотношения между несущей и модулирующей частотами). Цифровые фильтры выделяют первый и последний моменты перехода АМ-сигнала через фиксированный уровень напряжения, т.е. фронт 1-ro и срез последнего импульсов каждого пакета, по которым формируется временной интервал, середина которого соответствует моменту прохождения точки максимума огибающей АМ-сигнала. Блок 23.и 24 выделения максимума огибающей АМ-сигнала, стробируемые импульсами генераторов

21 и 22 ударного возбуждения, формируют короткие импульсы, моменты появления которых соответствуют максимуму огибающей АМ-сигнала в каждом канале. Эти импульсы образуют временВНИИПИ Заказ 6974/47 Тираж 747 Подписное .

Филиал ППП "Патент", r.Óæãîðoä, ул.Проектная, 4

3 11 ной интервал, пропорциональный углу, сдвига фаз между огибающими, Электронный ключ 3 н эталонный генератор 1 обеспечивают заполнение временного интервала., полученного импульсами эталонной частоты. Регистратор 4 представляет собой цифровое вычислительное, устройство, состоящее иэ типовых узлов и производящее арифметические операции, результат вы-. числения должен отображаться на цифровом табло.

Угол сдвига фаз определяется для измерения мгновенного значения угла как произведение числа импульсов

Ng, пропорционального углу сдвига

90291 4 фаз, на отношение частоты входных

cHFHBJIoB f э„ H эталонной частоты кварцевого генератора 1г, умноженное на множитель, кратный 36 (перевод в градусную меру угла):.. 11к ь

y — З60 r. Таким образом, преимуществом пред10 ложенного устройства является обеспечение непосредственного измерения угла сдвига фаэ между огибающими амплитудно-модулированных колебаний, что позволяет поднять точность изме1 рения до уровня точности, достигнутого для синусоидальных сигналов.