Способ измерения разности фаз

Способ измерения разности фаз

Иллюстрации

Показать все

Реферат

 

Изобретение может быть использовано для измерения мгновенной разности фаз радиоимпульсных сигналов при малом времени обращения к сигналам и в большом динамическом диапазоне. Цель изобретения - повышение точности измерений в условиях большого динамического диапазона их изменения. Для этого в известный способ, основанный на квадратурной обработке сигналов , введены операции суммирования модулей постоянных составляющих перемноженных сигналов, деления модуля одной из постоянных составляющих, которая выбирается на основании анализа полярностей выделенных постоянных составляющих, на полученную сумму, причем результат деления берется с весом ТТ/2 . Устройство реализующее способ , содержит усилители-ограничители 1 и 2, элемент 3 задержки, перемножители 4 и 5, интеграторы 6 и 7, форс мирователи 8 и 9, сумматор 10, коммутатор 11 и весовой делитель 12, (Л 1 ил.

СОЮЗ СоаЕТСНИХ

СОЦИАЛИСТИЧЕСНИХ

РЕСПУБЛИН

3 А1 (19) (11) (594 С О! R 25 00

ОПИСАНИЕ ИЗОБРЕТЕНИЯ

Н А ВТОРСНОМУ СВИДЕТЕЛЬСТВУ

ГОСУДАРСТВЕННЫЙ КОМИТЕТ СССР

ПО ДЕЛАМ ИЗОБРЕТЕНИЙ И ОТКРЫТИЙ (21) 3781952! 24-21 (22} 16.08.84 (46) 30.11.86. Бюл. 9 44 (71) Киевский ордена Ленина политехни-, ческий институт им. 50-летия Великой

Октябрьской социалистической революции (72) В.Я. Дворский и О,Б. Шарпан (53) 621. 317. 77 (088. 8) (56) Авторское свидетельство СССР

В 1019356, кл. С 01 R, 25/00, !982. (54) СПОСОБ ИЗМЕРЕНИЯ РАЗНОСТИ ФАЗ (57) Изобретение может быть использовано для измерения мгновенной разности фаз радиоимпульсных сигналов при малом времени обращения к сигналам и в большом динамическом диапазоне.

Цель изобретения — повышение точности измерений в условиях большого динамического диапазона их изменения.

Для этого в известный способ, основанный на квадратурной обработке сигналов, введены операции суммирования модулей постоянных составляющих перемноженных сигналов, деления модуля одной из постоянных составляющих, которая выбирается на основании анализа полярностей выделенных постоянных составляющих, на полученную сумму, причем результат деления берется с весом >/g . Устройство реализующее спо. соб, содержит усилители-ограничители

1 и 2, элемент 3 задержки, перемножители 4 и 5, интеграторы 6 и 7, формирователи 8 и 9, сумматор 10, ком- я мутатор 11 и весовой делитель 12, 1 ил.

12

Изобретение относится к радиоизмерительной технике и может быть использовано для измерения мгновенной разности фаз сигналов при малом времени обращения к сигналам и большом динамическом диапазоне.

Цель изобретения — повышение точности измерения мгновенной разности фаз радиоимпульсных сигналов в условиях большого динамического диапазона их изменения — достигается тем, что согласно способу, основанному на квадратурной обработке сигналов, вве-. дены операции, заключающиеся в суммировании модулей постоянных составляющих перемноженных сигналов, деления модуля одной из постоянных составляющих, .которая выбирается на основании анализа полярностей выделенных постоянных составляющих, на полученную сумму, причем результат деления берется с весом TT/2.

На чертеже представлена структурная схема одного из вариантов устройства для реализации предлагаемого способа.

Устройство содержит два усилителяограничителя 1 и 2, элемент 3 задержки, два перемножителя 4 и 5, два интегратора 6 и 7, два формирователя

8и 9, сумматор 10, коммутатор 11и весовой делитель 12. При этом первыМ вход устройства через последовательно включенные первые усилитель-ограничитель 1, перемножитель 4, интегратор

6 и формирователь 8 подключен к первым входам сумматора 10 и коммутатора 11 ° Второй вход устройства через последовательно включенные усилительограничитель 2, элемент 3 задержки, перемножитель 5, интегратор 7, формирователь 9 соединен с вторыми входами сумматора 10 и коммутатора 11.

Выходы сумматора 10 и коммутатора 11 соединены соответа,гвенно с входами весового делителя 12, а выход первого усилителя-ограничителя 1 соединен с вторым входом второго перемножителя 5, выход второго усилителя-ограничителя 2 соединен с вторым входом первого перемножителя 4. е (t)=U sign sin u3t; ф,ф о (2) 45 ! П а (Ul+ l U,) во втором квадранте (1Г/2 †у

Tr U1 + TT

9 2, П + lv) 2 1 в третьем квадранте (7< yp TI) (8) lU l

4 -Д â€” — — — — — + Ъ ; (9)

|х 2 lU,I+ l U,l

5S в четвертом квадранте (3«/2.+ V а 2 ) Способ осуществляется следующим образом.

Входной измерительный сигнал

e (t) =U s in () t — Ч ) подается на вход х усилителя ограничителя 1, После усилителя-ограничителя сигнал разветвляется на два канала и подается на

73833 2 первые входы перемножителей 4 и 5.

Сигналы на этих входах имеют вид

e (t) =е (t) =U sign sin(vent — g ). .(1)

Х4 Х5 Х

Аналогично на вторые входы этих перемножителей подается опорный сигнал, прошедший усилитель-ограничитель 2, причем в втором канале опорный сиг10 нал элементом 3 задерживается на четверть периода. Опорные сигналы на вторых входах перемножителей 4 и.

5 имеют внд

e (t)=U sign sin(u) t -н/д) ° (3) В уравнениях (1)-(3) черточка над

20 U означает, что уровень сигнала, обозначенного этой буквой, ограничен

После перемножения сигналов (1) и (2) в перемножителях 4 и фильтрации постоянных составляющих перемножен25 ного сигнала интегратором 6 на выходе последнего получаем напряжение

U, имеющее линейно-ломаную зависимость от фазового сдвига (u„V. (И/2 -V )/TT/2; Oi TI, UÄUo(3TT/2 - f ) /TT /2; Н< с Л

Аналогично после перемножения сигналов (1) и (3) в перемножителе 5 и фильтрации в интеграторе 7 на выходе последнего получаем напряжение П также имеющее линейно-ломаную зависимость от

Б„Б Ф/П/2; 0 c e< TI/2;

U,= =U„U. (Tf — Ч ) /TT/2; /2sq(3TI/23 (5)/

40 Пх Uo (25 — + ) /1/2; ÇTI/2 211 °

Определяя с учетом выражений (4) и (5) разность фаз в различных квадрантах получаем в первом квадранте. (Ос р сTT /2) (7) TT IU,) Зт

Ч) = — т — т — — — + (10) и 2 1Ul+ IU1 2

Способ измерения разности фаз, заключающийся в ограничении измеряемого и опорного сигналов, разветвлении этих сигналов по двум каналам, причем опорный сигнал в первом канале задерживается относительно опорного сигнала во втором канале на четверть".периода, перемножении этих сигналом в каждом канале, выделении модулей напряжений постоянных составляющих перемноженных сигналов на выходах каждого из каналов, о т л ич а ю шийся тем, что, с целью повышения точности измерения мгновенной разности фах радиоимпульсных сигналов в условиях большого динамического диапазона их изменения, производят суммирование модулей этих напряжений, деление модуля напряжения на выходе одного из каналов на полученную сумму и результат деления берут с весом Tf/2, причем при делении выбирают модуль напряжения второго канала, если полярности напряжений на выходах первого и второго каналов различны, и модуль напряжения первого канала, если полярности напряжений на выходах каналов одинаковы.

Составитель В. Шубин

Техред М.Ходаиич Корректор С. Шекмар

Редактор Н. Швыдкая

Заказ 6471/42 Тираж 728 Подписное

ВНИИПИ Государственного комитета СССР по делам изобретений и открытий

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

Производственно-полиграфическое предприятие, r. Ужгород, ул. Проектная, 4 з 12738

Из выражений (7)-(10) следует, что для определения фазового сдвига в пределах одного квадранта необходимо взять отяошение модуля напряжения Щ или 10 на выходе одного из ка- % налов к сумме модулей этих напряжений. Выбор напряжения IU,tили jU при делении определяется соотношением полярностей этих напряжений: если полярности одинаковы (первый и третий квадранты}, то берется напряжение Ь (, если же различны (второй и четвертый квадранты), то берется напряжение lU,/ . .В устройстве зто осуществляется с помощью формирова- 1э телей 8 и 9, сумматора 10, коммутатора 11 и весового делителя 12.

Для однозначного определения фазового сдвига в интервале 0-2f к результату деления необходимо приба- 20 вить одну из констант: О, tf/2, ЗП/2. Выбор константы также определяется следующим соотношением полярностей напряжения U и U

1 и квадрант П,,> С, Ut > 0-константа 0;

2-й квадрант U, (00, U >-Π— константа П/2;

3-й квадрант U, < О, U„ 0 — константа lT 30

4-й квадрант U > О, U 0 — константа Э 2.>

Таким образом, использование предлагаемого способа обеспечивает повышение точности измерения разности фаз„

33 4 сигналов при малом времени обращения к этим сигналам и широком динамическом диапазоне их изменения.

Формула изобретения