Устройство для выделения текущей фазы

Устройство для выделения текущей фазы

Иллюстрации

Показать все

Реферат

 

ОПИСАНИЕ

ИЗОБРЕТЕНИЯ

К АВТОРСКОМУ СВИДЕТЕЛЬСТВУ

Союз Советских

Социалистических

- Республик

<он702313.т

Ф (61) Дополнительное к авт. свид-ву— (22) Заявлено 250477 (21) 2481381/18-21 с присоединением заявки Но— (23) Приоритет— (51}М. Кл.2

G 01 R 25/00

Государственный комитет

СССР по делам изобретений и открытий

Опубликовано 051279. Бюллетень М 45

Дата опубликования описания 0812.7р (53) УДК 621. 317. . 77 (088.8) (72) Авторы

ИЗОбрЕтЕНИя Я.И. Кур, В.И. Вобров, Ю.В. Черкашин,и ЮЛ. Глухов (71) Заявитель (54) УСТРОЙСТВО ДЛЯ ВЫДЕЛЕНИЯ ТЕКУЩЕЙ ФАЗЫ

Изобретение относится к области обраб отки гидроак ус тическ ой информации, в частности к устройствам выделения текущей фазы случайных процессов и может быть использовано для исследования общих закономерностей изменения во времени фазы прямых и рассеянных сигналов активной гидролокацми .. Ы

Известно устройство, которое содержит блок аналого-цифрового выделения квадратурных составляющих, осуществляемого путем аналогового преобразования Гильберта исходного процесса с последующей синхронной дискретизацией с помощью двухканального преобразователя напряжение-код (ПНК) с частотой, кратной иоо обоих сопряженных по Гильберту процессов, и цифровое вычислительное устройство, реализующее алгоритм

Uq(t )

Ч() + 9 = are tg Ц () с

Кроме того, для визуального наблюдения текущей фазы в состав устройства включается блок преобразования коднапряжение (IlKH) . Дискретность выделения текущей фазы .подобным устройством составляет 2%/g, где согласно 30 требов анию теоремы Кот ельник ова вс егда выполняется условие q > 2; практически выбирается ст = 2,5+3 (1).

Недостатком устройства является его сложность.

Известно устройство, содержащее блок аналогового преобразования процесса по Гильберту, два аналоговых преобразователя частоты, гетерОдин с выходным напряжением частоты (и„ =щ

7 двухканальный ПНК, осуществляющий синхронную дискретизацию ()5() и 0 (t) с частотой, удовлетворяющей условию

q >2, цифровое вычислительное устройство и ПКН (2) .

Недостатками данного устройства являются сложность и недостаточное быс тродей с тв ие.

Целью настоящего изобретения является уменьшение габаритов, веса и стоимости и повышение надежности работы устройства.

Поставленная цель достигается тем, что устройство для выделения текущей фазы, содержащее последовательно,;оединенные блок аналогового выделения квадратурных составляющих н гетероднн. снабжено блоком компенсации сдвига фаэ между квадратурными составляющи702313 ми, подключенным к синусному выходу блока выделения квадратурных составляющих, блок ами суммиров ания .и вычитания, первые входы которых соединены с койинусным выходом блока выделения в квадратурных составляющих, а вторые — с выходом блоКа компенсации сдвига фаз, снабжено также двумя блоками для формирования импульсов, входы которых соединены с блоками суммирования и вычитания соответственно

1 и накопителем, входы которого подключены к формирователям импульсов.

На чертеже представлена блок-схема устройства.

Устройство включает в себя: блок 15 аналогового выделения квадратурных составляющих 1, гетеродин 2, блок компенсации сдвига фаз ILI2 3, блок суммиров ания 4, блок вычитания 5, блоки .формирования калиброванных импульсов б, 7, накопитель 8, выход последнего является выходом всегo устройс тв а.

Устройство работает следующим образом. 25

На вход. блока 1 выделения квадра-. турных составляющих поступает напряжение U(t) исследуемого процесса и напряжение с гетеродина 2 частоты

М) =0Uo. Известно, что косинусная квадратурная составляющая U (t) как функция четная не меняет зйака И при изменении знака отклонения мгновенной частоты от частоты а ; эта составляющая используется как опорное напряжение и поступает непосредственно на блоки суммирования 4 и вычитания 5. Синусная составляющая U<(t) знак которой определяется знаком разности 11)-ии поступает в блоки 4 и 5 через блок 3 компенсации сдвига фаз 4О

16)2. При этом должно выполняться усJIoBHG (UC(t) (= U S (), где () (t) напряжение на выходе блока 3. В зависимости от знака разности (Jb-О+ напря- жения 0с(t) и U (t) оказываются ли- 45 бо в фазе, либо в противофазе и соответственно в блоке 4 удваиваются, а в блоке 5 уничтожаются, или наоборот — в блоке 4 уничтожаются, а в блоке 5 удв аиваются. С выходов бло- 5() ков 4 или 5 напряжение поступает в блок б или 7 соответственно где в моменты перехода его через ноль формируются импульсы,. калиброванные по длительности и амплитуде ПеРиод их 55 следования соответствует интервалу приращения фазы напряжений Ос(1) или (3 (t), равному . Из блока б импульсй поступают на суммирующий, а из блока 7 на вычитающий входы накопи теля 8, с выхода которого снимается напряжение, пропорциональное алгебраической сумме приращений фазы, равных 1Г. Если частота IIur выбРана таким

Формула изобретения

Устройство для выделения текущей фазы, содержащее последовательно соединенные блок аналогового выделения квадратурных составляющих и гетеродин, о т л и ч а ю щ е е с я тем, что, с целью уменьшения его габаритов, веса и стоимости и повышения надежности работы, оно снабжено блоком компенсации сдвига фаз между квадратурными составляющими, подключенным к синусному выходу блока выделения квадратурных составляющих, блоками суммирования и вычитания, первые входы которых соединены с косинусным выходом блока выделения квадратурных составляющих, а вторые — с выходом блока компенсации сдвига фаз, снабжено также двумя блоками для формирования импульсов, входы которых oîåдинены с блоками суммирования и вы- б5 образом, что появление исходного процесса с мгновенной частотой 4L»

1. и + Uur Равновероятно (например, при белом шуме), то количество импульсов

Р поступающих в накопитель 8 из блоков б и 7 в среднем будет примерно одинаковым, а выходное напряжение устройства будет колебаться около нулевого значения. Появление когерентной составляющей в исходном процессе на частотеШ kuup нарушает баланс энергии в накопителе и приводит к закономерному отклонению выходного напряжения от нулевого значения. При этом знак отклонения напряжения определяется знаком разности щ-Our крутизна отклонения — величиной этой разности, а линейность — соотношением энергии когерентной и случайной составляющих в исследуемом процессе.

Таким образом, по характеру изменения данных предлагаемое устройство близко к известному и обеспечивает выделение текущей фазы в реальном масштабе вре мени во всех случаях. При этом дискретность фазы, равная % и несколько более высокая, чем у известного устройства, не препятствует исследованию общих закономерностей изменения во времени фазы гидролокационных процессов (например, наличия или отсутствия монотонности), а также выделению детерминированных сигналов на фоне помех по этим закономерностям и т,п.

Теоретической основой близости результатов, получаемых при использовании двух сравниваемых устройств явУ ляется то, что для узкополосных процессов (c которыми приходится иметь дело в активной гидролокации) дисперсия моментов перехода через ноль, их спектр и другие статические характеристики близки к соответствующим характеристикам фазы.

702313

Составитель H. Филиппова

Редан тор И. Веселкина Техред Л,Алферова К оррек т ор Е. ук

Лук ач

Тираж 1073 Подпис ное

ЦНИИПИ Государственного комитета СССР по делам изобретений и открытий

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

Зак аз 7581/42

I—

Филиал ППП Патент, г. Ужгород, ул. Проектная, 4 читания соответственно, и накопителем, входы которого подключены к формирователям импульсов.

Источники информации, принятые во внимание при экспертизе

1. Захаров В.А. О выделении оги- 5 бающей и фазы случайного процесса, Труды Акустического ин титута, .!966, вып. 1, с. 134-136.

2 ° Котюк A.Ô. и др. Методы и аппаратура для анализа харак терйстик случайных процессов. М., Энергия, 1967, с. 223.