Способ измерения сдвига фаз двух сигналов и устройство для его осуществления

Способ измерения сдвига фаз двух сигналов и устройство для его осуществления

Иллюстрации

Показать все

Реферат

 

Изобретение относится к измерительной технике и может быть, использовано в цифровых фазометрах. Цель изобретения - повышение точности измерения фазового сдвига. Формирование прямоугольных импульсов проводят в фиксированные моменты превьпдения входными сигналами устанавливаемых постоянных уровней напряжения. Выделяют и измеряют несовпадающие по длительности части импульсов и анализиругот взаимное временное расположение фронтов прямоугольных импульсов, которое учитывается при измерениях. Устройство, реализующее способ, содержит формирователи 1 и 2, триггеры 3, 4, 5 и 11. счетчик 6, 7, 8 и 12, генератор 9, элемент 10 совпадения и инверторы 13 и 14. Предложенные способ и устройство позволяют производить измерение фазового сдвига двух сигналов, причем результат измерения не зависит от амплитуды входных сигналов и пороговых напряжений формирователей. 2 с.п. ф-лы. 2 ил. с S С tc к; а ее К Фнг.2

СОЮЗ СОВЕТСКИХ

СОЦИАЛИСТИЧЕСКИХ

РЕСПУБЛИК (я) 4 G 01 R 25/00

ОПИСАНИЕ ИЗОБРЕТЕНИЯ /," .

К ABTOPCHOMV СВИДЕТЕЛЬСТВУ

Йпуск

Фиг. 2

ГОСУДАРСТВЕННЫЙ КОМИТЕТ СССР

ПО ДЕЛАМ ИЗОБРЕТЕНИЙ И ОТКРЫТИЙ (21) 3798360/24-21 (22) 10.10.84 (46) 23.04.86. Бюл. - 15 (72} С.Л.Борисов и В.Л.Роговой (53) 621.317.77 (088.8) (56) Аппаратура для частотных и временных измерений./ Под ред. А.П.Горшкова. М.: Советское радио, 1971.

Авторское свидетельство СССР

9 922658, кл. G 01 R 25/00, 1982. (54) СПОСОБ ИЗМЕРЕНИЯ СДВИГА ФАЗ ДВУХ

СИГНАЛОВ И УСТРОЙСТВО ДЛЯ ЕГО ОСУЩЕСТВЛЕНИЯ (5?) Изобретение относится к измерительной технике и может быть.использовано в цифровых фазометрах. Цель изобретения — повышение точности измерения фазового сдвига. Формирование прямоугольных импульсов проводят в

ÄÄSUÄÄ 1226329 A фиксированные моменты превышения входными сигналами устанавливаемых постоянных уровней напряжения. Выделяют и измеряют несовпадающие по длительности части импульсов и анализируют взаимное временное расположение фронтов прямоугольных импульсов, которое учитывается при измерениях. Устройство, реализующее способ, содержит формирователи 1 и 2, триггеры 3, 4, 5 и 11, счетчик 6, ключи 7, 8 и 12, генератор

9, элемент 10 совпадения и инверторы

13 и 14. Предложенные способ и устройство позволяют производить измерение фазового сдвига двух сигналов, причем результат измерения не зависит от амплитуды входных сигналов и пороговых напряжений формирователей.

2 с.п. ф-лы. 2 ил.

1 12263

Изобретение относится к измерительной технике, а именно к способам измерения фазового сдвига между двумя сигналами и может быть использовано в цифровых фазометрах. 5

Целью изобретения является повьш ение точности измерения фазового сдвига за счет проведения анализа взаимного временногр расположения сигналов.

На фиг. l приведены временные ди- 16 аграммы, поясняющие способ измерения сдвига фаз двух сигналов; на фиг. 2— схема устройства для измерения сдвига фаз двух сигналов.

Устройство (фиг.2) содержит первый 15 формирователь 1, второй формирователь

2, первый триггер 3, второй триггер 4, третий триггер 5, причем выход первого соединен с входом второго триггера, счетчик 6, первым входом соециненный gp ,с выходом первого ключа 7, а вторым входом первого триггера, второй ключ

8, генератор 9, первым выходом соединенный с первым входом элемента 1О

I совпадений, четвертый триггер 11, 25 выходом соединенный с вторым входом элемента 10 совпадений, третий вход которого соединен с инверсным выходом третьего триггера, а выход с третьим входом счетчика, третий ключ

12, входы которого соединены с прямым выходом третьего триггера, инверс ным выходом четвертого триггера, первым выходом генератора, а выход с первым входом первого ключа, второй вход которого соединен с выходом

35 второго ключа, входами соединенного с выходом первого триггера, инверсным выходом второго триггера, вторым выходом генератора, первые и вторые

40 входы второго, третьего и четвертого триггеров соединены, выходы первого и второго формирователей соединены с С-входами первого и второго триггеров, соединенных через первый инвертор 13 и второй инвертор 14 с С-вхо45 дами третьего и четвертого триггеров, соответственно.

На фиг. 1 показаны: первый входной сигнал (кривая 1), второй входной сигнал (кривая 2);Цр, и Б„, пороговые напряжения соответственно первого и второго усилителей-ограничителей — формирователей 1 и 2.

При пороговых напряжениях близких к нулю синусоидальные сигналы как 55 правило, используемые в фазометрии, можно для наглядности заменить треугольники без нарушения строгости в

29 2 рассуждениях. Все сказанное в этом случае будет справедливо и для синусоидальных сигналов.

Измерение интервалов времени- про.изводится, начиная с момента времени t! и кончается в момент t<, когда напряжения входных сигналов по величине равны соответствующим пороговым напряжениям формирователей. Затем производится измерение интервала времени, начиная с момента t и кончая моментом t ai, когца значения входных сигналов равны соответствующим пороговым напряжениям.

Если временное расположение моментов перехода входными напряжениями соответствующих пороговых напряжений в обоих направлениях совпадают, точный результат измерения принимается равным полусумме результатов промежутоЧных измерений, в противном случае лолуразности:

Очевидно, что для симметричных относительно экстремумов сигналов правецливо следующее выражение: (3 2) (б )

t — t

«> 2 т.,е. результат соответствует более точному сцвигу фаз входных сигналов, Устройство работает следуюшим образом.

При приходе импульса запуска на выходы триггера 3 и счетчика 6 триггер 3 переходит в нулевое состояние и обнуляет триггеры 4, 5 и 11, одновременно обнуляется счетчик 6.

Формирователи 1 и 2 формируют на выходах меандры, логические единицы ксторых соответствуют превышению входных сигналов пороговых напряжений формирователей 1 и 2.

При появлении на С-входе триггера 3 положительного перепада напряжения триггер 3 переходит в единичное сос.тояние и на счетчик 6 через ключи 8 и 7 поступают импульсы с генератора 9.

При появлении на С-входе триггера

4 положительного перепада напряжения он переходит в единичное состояние и блокирует прохождение импульсов че. рез ключ 8 на счетчик 6. Таким обра1226329 4 зом, производится первое измерение сдвига фаэ входньж сигналов, Второе измерение производится сле. дующим образом.

В зависимости от того, на выходе какого формирователя раньше появляется отрицательный перепад напряжения срабатывает один из триггеров 5 или

l 1, открывая прохождение импульсов на суммирующий или вычитаюший входы счетчика 6. Запрет на прохождение импульсов появляется с появлением второго отрицательного перепада на выходах формирователей.

Таким образом, производится второе измерение и окончательное вычисление сдвига фаз входных сигналов .

В конце измерения все триггеры находятся в единичном состоянии, пока не прийдет следующий импульс запуска.

Генератор 9 генерирует парафазные последовательности импульсов, не перекрывающихся во времени.

Таким образом, предлагаемые способ и устройство позволяют производить измерение фазового сдвига двух сигйалов, причем результат измерения, в отличие от известного способа не зависит от амплитуд входных сигналов и пороговых напряжений формирователей. Это позволяет производить измерения с большей точностью.

Формула изобретения

1. Способ измерения сдвига фаэ двух сигналов, заключающийся в том, что формируют прямоугольные импульсы в моменты превышения входными сигналами устанавливаемых постоянных уровней напряжения, на которых выделяют и измеряют несовпадающие по длительности части импульсов, о т л и ч а ю— щ и ч с я тем, что, с целью увеличе10

l5

40 ния точности измерения, фиксируют моменты переходов сигналов через устанавливаемые постоянные уровни напряжения, анализируют взаимное временное расположение фронтов прямоугольных импульсов, которое учитывают при измерениях.

2. Устройство для измерения сдвига фаз двух сигналов, содержащее первый и второй формирователи, первый, второй, третий триггеры, причем выход первого соединен с D-входом второго триггера, счетчик, первым входом соединенный с выходом первого ключа, а вторым выходом с R-входом первого триггера, второй ключ, генератор, первым выходом соединенный с первым входом элемента совпадений, о т л ич а ю ш е е с я тем, что, с целью повышения точности измерения, в него введены четвертый триггер, прямым выходом соединенный с вторым входом элемента совпадений, третий вход которого соединен с инверсным выходом третьего триггера, а выход — с третьим входом счетчика, третий ключ, входы которого соединены с прямым выходом третьего триггера, инверсным выходом четвертого триггера, первым выходом генератора, а выход — с первым входом первого ключа, второй вход которого соединен с выходом второго ключа, входами соединенного с прямым выходом первого триггера, инверсным выходом второго триггера, вторым выходом генератора, D- u R-входы второго, третьего и четвертого триггеров соединены, выходы первого и второго формирователей соединены с Свходами первого и второго триггеров, соединенных через инверторы с С-входами третьего и четвертого триггеров соответственно.

l 226329

Составитель В,0 убив

Техред Л.Олейник

Корректор М.Максимишинец

Редактор Р. Пицика

Заказ 2125/42

Тираж 728 Подписное

ВНИИПИ Государственного комитета СССР по делам изобретений и открытий

l)3035, Москва, Ж-35., Раушская наб,, д,4/5

Производственно-полиграфическое предприятие, r.Óæãîðîä, ул.Проектная,4