Способ определения разности фаз между гармоническими сигналами инфранизкой частоты

Способ определения разности фаз между гармоническими сигналами инфранизкой частоты

Иллюстрации

Показать все

Реферат

 

Изобретение предназначено для измерения запаздывания одного гармонического сигнала относительно другого в элементах электронной техники. Цель изобретения - расширение функциональных возможностей способа. Устройство , реализующее способ, содержит усилители-ограничители 1 и 2, fjCir активные фильтры 3 и 4 низкой частоты , компараторы 5 и 6, источники 7 и 8 стабилизированных напряжений постоянного тока, двухлучевой осциллограф 9 и частотомеры 10 - 12 с блоками измерения интервалов времени. Новизна способа состоит в том, что длительность каждого из трех временных интервалов определяют раздельно. При этом сигналы образованы от пересечения сигналов уровней сравнения и начинаются непосредственно друг за другом. Очередность их окончания регистрируют и рассчитывают искомую разность фаз по полученным значениям длительности временных интервалов . В описании приведены формулы расчета искомой разности фаз для случая , когда временные интервалы закончились в той же последовательности, что и начались, и когда последовательность иная. Способ позволяет однозначно определять разность фаз в интервале от О до 211. 1 ил. S сл ± м: 7 a,lt/ СО 1чЭ 4; г со I }-Ч 12

СОЮЗ СОВЕТСКИХ

СОЦИАЛИСТИЧЕСКИХ

РЕСПУБЛИК

А.1 (51)4 С 01 R 25 00

ОПИСАНИЕ ИЗОБРЕТЕНИЯ

К А ВТОРСИОМЪ СВИДЕТЕЛЬСТВУ

ГОСУДАРСТВЕННЫЙ НОМИТЕТ СССР

ПО ДЕЛАМ ИЗОБРЕТЕНИЙ И ОТКРЫТИЙ (21) 3937871/24-21 (22) 31. 07. 85 (46) 23,05. 87, Бюл. Р 19 (71) Ленинградский политехнический институт им. М. И, Калинина (72) 1О, И, Поликарпов, Kl. Н. Федоров и В. Г, Бурцев (53) 621.317,77(088.8) (56) Лоэицкий Б. Н. и др. Электрорадиоизмерения. - M,: Энергия, 1976., с, 152, Авторское свидетельство СССР !

1 922658, кл. G 01 R 25/00, 1981. (54) СПОСОБ ОПРЕДЕЛЕНИЯ РАЗНОСТИ ФАЗ

МЕЖДУ ГАРМОНИЧЕСКИМИ СИГНАЛАМИ ИНФРАНИЗКОЙ ЧАСТОТЫ (57) Изобретение предназначено для измерения запаздывания одного гармонического сигнала относительно другого в элементах электронной техники.

Цель изобретения " расширение функциональных возможностей способа. Устройство, реализующее способ, содержит усилители-ограничители 1 и 2, „„SU,» 1312493 активные фильтры 3 и 4 низкой частоты, компараторы 5 и 6, источники

7 и 8 стабилизированных напряжений постоянного тока, двухлучевой осциллограф 9 и частотомеры 10 — 12 с блоками измерения интервалов времени.

Новизна способа состоит в том, что длительность каждого из трех временных интервалов определяют раздельно.

При этом сигналы образованы от пересечения сигналов уровней сравнения и начинаются непосредственно друг за другом, Очередность их окончаний регистрируют и рассчитывают искомую разность фаэ по полученным значениям длительности временных интервалов, В описании приведены формулы расчета искомой разности фаэ для случая, когда временные интервалы закончились в той же последовательности, что и начались, и когда последовательность иная, Способ позволяет однозначно определять разность фаэ в интервале от О до 2 я. 1 ил.

249 3 2 самым способствуют более четкому срабатыванию компараторов. С выходов усилителей-ограничителей напряжения через активные фильтры 3 и 4 низкой частоты поступают компараторы 5 и 6, на которые подаются также напряжения с выходов источников 7 и 8, Активные фильтры предназначены для уменьшения влияния высокочастотной помехи на работу компараторов. Компараторы 5 и 6 вырабатывают прямоугольные напряжения, фронты и спады которых совпадают по времени с моментами переходов исследуемых сигналов Ц, (С) и Б (Е) соответственно

20

1 131

Изобретение относится к фазометрии инфранизкочастотных сигналов и предназначено для измерения запаздывания одного гармонического сигнала относительно другого в элементах электронной техники, а также для исследований диэлектрических, механических, теплофизических и других свойств материалов на инфранизких частотах, Целью изобретения является повышение достоверности измерения за счет однозначного определения разностей фаз в интервале от 0 до 2 !.

На чертеже приведена функциональная схема устройства, реализующего предлагаемый способ, Устройство состоит из усилителейограничителей 1 и 2, активных фильтров 3 и 4 низкой частоты, компараторов 5 и 6, источников 7 и 8 стабилизированных напряжений постоянного тока, двухлучевого осциллографа 9 и трех частотомеров 10 -. 12 и с блоками измерения интервалов времени.

При этом первый сигнал U (t) с выхода усилителя-ограничителя 1 через фильтр 3 поступает на первый вход компаратора 5, выход которого соединен с первыми входами трех частотомеров !Π— 12. Второй гармонический сигнал Б (t) через усилитель-ограничитель 2, фильтр 4 соединен с первым входом компаратора 6, выход которого соединен со вторыми входами тех же частотомеров, Выход первого источника 7 стабилизированного опорного напряжения соединен со вторым входом первого компаратора 5 и входом переключателя 13, выходы которого соединены со входами осциллографа 9, выход второго источника 8 стабилизированного опорного напряжения соединен со вторым входом второго компаратора 6, и вторым входом переключателя 13, третий и четвертые входы которого соединены с выходами фильтров 3 и 4.

Первый сигнал запуска соединен с первым частотомером 10, а второй сигнал запуска подается на второй и третий частотомеры 11 и 12 одновременно, Устройство работает следующим образом.

Исследуемые сигналы U„(t) и U.!(t) подаются на входы усилителей-ограничителей 1 и 2, которые повьппают кру- . тизну гармонических сигналов и тем

55 через уровни сравнения Ч„и Ч (V ), подаваемые с источников 7 и 8. Для визуального контроля эа величиной разностей между уровнями сравнения и средними уровнями гармонических сигналов служит двухлучевой осциллограф 9. Сначала на его входы подаются напряжения с выходов активного фильтра.3 и источника 7. Если при этом обнаруживается, что условие (V.,-С„) < А не соблюдается, т ° е. гармонический сигнал не переходит через уровень сравнения, то тогда напряжение на выходе источника 7 изменяют таким образом, чтобы указанное вьппе условие выполнилось. Затем к входам осциллографа подключают выходы фильтра 4 и источника 8 и тоже добиваются изменения выходного напряжения источника 8, чтобы гармонический сигнал переходил через уровень сравнения, Прямоугольные напряжения с компараторов поступают на входы блоков измерения интервалов времени частотомеров 10 — 12, Частотомеры 10 и 12 измеряют временные интервалы между положительными перепадами (фронтами), а частотомер 11 — между отрицательными перепадами (спадами) прямоуголь- ных напряжений, Сначала импульс "Запуск" подается только на частотомер

10. В результате чего данный частотомер приводится в состояние готовности к измерению, в то время как два других частотомера пока не могут реагировать на входные сигналы. Только после того; как частотомер 10 начинает и:змерять длительность i, первого иэ измеряемых временных интервалов, импульс "Запуск" подается на частотомеры 11 и 12, приводя их в рабочее, подготовленное к измерениям, состояние ° При этом частотомер Il

1312493 4 переходных режимах, когда средние ь уровни гармонических сигналов еще изменяются, и тем самым значительно сократить время на проведение эксперимента.

Формула изобретения

7,+ 222+ < 3+ 2Т

4Т

30 (+ 2 z+ « )и если временные

2Т интервалы,, Т и 7 закончились в той же последовательности, что и начались, и по формуле (г . 2Г + $ 2Т)

2Т если временные интервалы закончились в иной последовательности, чем начались, где Т вЂ” период исследуемого сигнала, Составитель В. Шубин

Техред Л.Сердюкова Корректор Л. Патай

Редактор Г. Волкова

Заказ 1968/43 Тираж 731 Подпи сно е

В!!ИИПИ Государственного комитета СССР по делам изобретений и открытий

1! 3035, Москва, Ж-35, Раушская наб., д. 4/5

Производственно-полиграфическое предприятие, г. Ужгород, ул. Проектная, 4 начинает считать раньше, чем частотомер 12, т. е ° измеряет длительност

Т второго иэ измеряемых временных интервалов. Таким образом, очередность начала временных интервалов известна ° Очередность окончания временных интервалов тоже может быть легко определена по моментам окончания счета частотомеров, После того, как будут измерены длительности, 7 и временных интервалов и определены очередности их окончания, т,е. после того, как все три частотомера закончат счет, можно повторить измерения. 15

Расчет разности фаз производится следующим образом.

Если временные интервалы,, 7 и закончились в той же последовательности, что и начались, то q pac- 20 считывают по формуле + 2 iz+ <3

М— 2л. (1)

4Т

В тех случаях, когда временные интервалы закончились в иной последовательности, чем начались, разность фаз Ч рассчитывают сначала по формуле

Если при этом оказывается, что определенное по формуле (2) значение ч больше 2il, то расчет производят заново, но уже по формуле 35

7 + 2iz+ iз- 2Т (— 2Й

4Т

Эффективность использования предлагаемого способа обусловлена тем, что он позволяет проводить измерения

40 разности фаз, не дожидаясь установления стационарного процесса, т ° е. при

Способ определения разности фаз между гармоническими сигналами инфранизкой частоты, заключающийся в том, что выделяют временные интервалы, начинающиеся и заканчивающиеся в моменты переходов соответственно первого и второго исследуемых сигналов через заданные для них уровни сравнения, отличающийся тем, что, с целью повышения достоверности измерения за счет однозначного определения разностей фаз в интервале от О до 2!, раздельно определяют длительности каждого иэ трех временных интервалов, образованных от пересечения сигналом уровней сравнения и начинающихся непосредственно друг за другом, регистрируют очередность их окончания и рассчитывают искомую разность фаз по полученным значениям длительностей измеренных временных интервалов по формуле