Устройство для измерения фазового сдвига сигнала

Устройство для измерения фазового сдвига сигнала

Иллюстрации

Показать все

Реферат

 

Союз Советских

Социалистических

Республик

ОПИСАНИЕ

ИЗОБРЕТЕНИЯ

К АВТОРСКОМУ СВИДЕТЕЛЬСТВУ

Опубликовано 15.06.80. Бюллетень ¹ 22

Дата опубликования описания 1506.80 (51}М. Кл.

G 01 R. 25/00

Государственный комитет

СССР оо делам изобретений и открытий (53} УДК 6 21. 317. 77 (088. 8) (72) Авторы изобретения

Е.К.Захаров, M.Ñ.Ëåoíoâ и E.E.Øòûêoâñêèé (71) Заявитель (54) УСТРОИСТВО ДЛЯ ИЗМЕРЕНИЯ ФАЗОВОГО

СДВИГА СИГНАЛА

Изобретение относится к области вычислительной техники и может. быть использовано в радиоизмерительных системах.

Известно устройство для измерения фазового сдвига сигнала, которое дает усредненную оценку параметров на интервале времени Т, содержит генератор калибровочных импульсов, соединенный через вентиль со счетным входом счетчика и сумматор (1). Недостатком его является низкая точность измерения.

Известно также устройство для из- 15 мерения фаз ового сдвига сигналов, содержащее первый вентиль, входы. которого подключены к шине калибро" вочных импульсов и выходу первого триггера, а выход — к счетному входу 20 первого счетчика, последовательно соединенные схемы совпадения, одни из входов которых подключены к выходам первого счетчика, и сумматор, второй вентиль, входы которого подключены 25 к шине измерительного сигнала и выходу первого триггера, а выход — к другим входам схем совпадения, второй счетчик, вход которого подключен к выходу второго вентиля, а выход — ко 30 входам установки 0 первого триггера и второго триггера, вход установки 1 которого соединен с шиной начала измерения, и третий вентиль, входы которого подключены к шине опорных сигналов и к выходу второго триггера, а выход соединен со входом установки 1 первого триггера(21

Недостатком его является низкая помехоустойчивость при воздействии импульсных и аналогично действующих помех, вследствие появления дополнительной ошибки в измерении при пропадании части импульсов измерительного сигнала.

Целью изобретения является повышение точности измерения, за счет помехоустойчивости системы от воздействия импульсных и аналогично действующих на устройство помех.

Это достигается тем, что в известное устройство, содержащее первый счетчик, счетный вход которого через первый вентиль подключен к источнику калибровочных импульсов, а выходы ко входам сумматора, первый триггер, единичный вход которого через второй вентиль подключен к источнику опорного сигнала, а выход — к управляющим входам первого и третьего венти741184 лей, вход третьего вентиля подсоеди. нен к источнику измерительного сигна . ла, второй триггер, единичный вход которого соединен с зажимом начало измерения, а выход - с управляющим входом второго вентиля, второй счетчик, выход которого подключен к нуле- 5 вым входам первого и второго триггеров, введены четвертый вентиль, вход которого подсоединен к выходу третьего вентиля, а выход - к управляющему входу первого счетчика, пятый вентиль, 10 вход которого подключен к источнику опорного сигнала, управляющий — к выходу первого триггера, а выход— ко входам установки в 0 первого счетчика и сумматора, управляющему 15 входу сумматора и первому счетному входу второго счетчика, датчик перерыва сигнала, первый выход которого подключен к управляющему входу четвертого вентиля, второй вы- 2О ход — ко входу установки в 0 сумматора и третий выход — к управляющему входу второго счетчика, а вход — к источнику опорного сигнала введены также блок усреднения и коррекции времени привязки результата измерения, первые входы которого соединены с выходами сумматора, вторые входы — со вторыми выходами второго счетчика, первый регистр, входы которого подключены к выходам 30 первого счетчика, а первые выходы— ко входам введенного второго регистра, блок сравнения, входы которого подсоединены к выходам первого и второго регистров, а выходы — к перво-35 му и второму счетным входам второго счетчика, третьим входам блока усреднения и коррекции времени привязки результата усреднения и к управляющим входам второго счетчика. 40

На чертеже изображена структурная схема устройства измерения разности фаэ сигналов.

На схеме приняты следующие обозначения: 1-5 — вентили, 6,7- счетчики, . 8,9 — регистры, 10 — сумматор, 11 — 4- блок усреднения и коррекции времени привязки результата измерения, 12 блок сравнения, 13, 14 — триггеры, 15 - датчик перерыэа.

B исходном состоянии вентили 1,3, 50

5,2 открыты, вентиль 4 — закрыт.

Импульс начало измерения, соответствующий началу интервала усреднения, устанавливает триггер 14 в положение 1, сигнал с выхода 55 которого открывает вентиль 2. Первый после импульса начало измерения опорный импульс перебрасывает в .состоявшие 1, триггер 13. При этом открываются вентили 1,3 и 5. Счетчик ® б начинает считать калибровочные импульсы. Проходящий через вентили 3 и 4 к-й измерительный импульс считывает сумматор 10 значение m„, записанное -. э" ..му моменту в счетчике б обнулк;-.. †..;о. При этом происходит

65 запись числа в„„из регистра 8 в регистр 9. Одновременно числа в„и m„, поступают s блок сравнения 11, выходной сигнал которого зависит от результата сравнения этих чисел.

Возможны три результата сравнения: где F — частота следования калибронак ночных импульсов, F — частота следования опорных

on. импульсов.

В этом случае с выхода блока сравнения ничего не поступает.

2.

1 кал

-П )и-лi 2F.

Данная ситуация соответствует случаю, когда в интервал между соседними опорными импульсами подано два измерительных импульса. В этом случае блок сравнения вырабатывает сигнал P>g =+1.

К содержимому счетчика 7 при этом добавляется 1, 3.

Это соответствует случаю, когда в интервал между соседними опорными импульсами не попало ни одного измерительного импульса. В этом случае блок сравнения 11 вырабатывает сигнал

Р; = -1. Из содержимого счетчика 7 при этом вычитается 1.

Здесь i — номер интервала непрерывной связи на интервале усреднения, S — номер выполнения условий 2 или 3 на 1-м интервале непрерывных измерений.

Сигнал Р; поступает также в блок усреднения и коррекции времени привязки результата измерения 11 и на управляющие входы счетчика 7 для считывания его содержимого и;® в эти моменты времени в блок усреднения и коррекции времени привязки результата измерения.

Проходящий через вентиль 5 опорный импульс считывает число иэ сумматора 10 в блок усреднения 11 и об нуляет. счетчик б и сумматор 10.

Одновременно опорный импульс поступает на счетчик 7. .При наличии перерыва в приеме изме. рительных импульсов на интервале усреднения Т датчик перерыва 15 закрывает вентиль 4, запрещая считывание числа m иэ счетчика б. Одновременно происходит обнуление сумматора 10 и считывание содержимого п> счетчика 7. Во время перерыва опорные импульсы продолжают поступать на счетчик 7. По окончании перерыва в момент прихода ближайшего опорного импульса открывается вентиль 4,обнуляется сумматор 10 и считывается содержимое и„; счетчика 7. Блок сравнения 12 при наличии перерыва измери5

741184

Формула изобретения оП 4«л нл ср г с

Z (n -n .+4)

1- л к! ?hl

2Л.г 4згг тельного сигнала работает аналогично описанному ранее, с той лишь разницей, что значения m„(и m означают измерения, считанные в сумматор 10 до 1-го перерыва связи и после перерыва.соответственно и вырабатываемый 5 блоком сравнения сигнал +1 обозначается Р; .

Измерения заканчиваются при переполнении счетчика 7. Импульс переполнения перебрасывает триггера 13 и 14 в 0 -е состояние. Вентили

1, 3, 4 и 5 при этом закрываются.

Следующий цикл измерений начнется

1по приходу импульса начало измерения ..

Блок усреднения и коррекции времени привязки результата измерения 11 вычисляет среднее на интервале Т значение задержки измерительных импульсов относительно опорных: поправку к времени привязки этого измерения: и поправку к (р в случае, если фазовая задержка изменяется на интервале усреднения по квадратичному закону ч()- : ч" + 1

З Р Iè.- .1- 9 «"« 3l(f(« iï..(4О г4 Д, („(„.у где х. — количество выполнения условий 2 или 3 на i-м интервале непрерывных измерений; 45

Y.-Ü (2 P -Р 1 с =л

Величины t-y «cp- д (выдаются из блока 11 потребителю для дальнейшей 50 обработки.

Для нормальной работы настоящего устройства при перерывах связи необходимо выполнение следующего условия:

Ч kcTi 55 где д1 — времй перерыва связи.

В случае, когда данное условие не выполняется, блок 11 должно вычислять поправку к величине Р; по формуле: где Ф и (4 — первая и нторая производные фазы сигнала соответственно, а фигурные скобки означают округление до ближайшего целого. При этом величина Р<1 заменяется íà P + Р, .

Такйм образом, введение вентилей

4 и 5, датчика перерыва 15, регистров

8 и 9 блока сравнения 12 и блока усреднения и коррекции времени при вязки результата измерения 11 позво:ляет получить измерения без дополни тельных ошибок при наличии на интер вале усреднения одного или нескольких перерывов в приеме измерительного сигнала, что обеспечивает помехоустойчивость радиоизмерительных систем при воздействии импульсных и других помех, аналогично воздействующих на радиосистему.

Устройство для измерения фазового сдвига сигнала, содержащее первый счетчик, счетный вход которого через первый вентиль подключен к источнику калибровочных импульсов, а выходы— ко входам сумматора, первый триггер, единичный вход которого через второй вентиль подключен к источнику опорного сигнала, а выход - к. управляющим ь.ходам первого и третьего вентилей, вход третьего вентиля подсоединен к источнику измерительного сигнала, второй триггер, единичный вход которого соединен с зажимом начало измерения, а выход — с управляющим входом второго вентиля, второй счетчик, выход которого подключен к нулевым входам первого и второго триггеров, о т л и ч а ю— щ е е с я тем, что, с целью повы,шения точности измерения, за счет обеспечения помехоустойчивости устройства от импульсных и аналогично действующих на него помех, в него введены четвертый вентиль, вход которо-го подсоединен к выходу третьего вентиля, а выход - к управляющему входу первого счетчика, пят вентиль, вход которого подключен к источнику опорного сигнала, управляющий вход — к выходу первого триггера, It Il а выход - ко входам установки 0 первого счетчика и сумматора,. управляющему входу сумматора и первому счетному входу второго счетчика, датчик перерыва сигнала, первый выход которого подключен к управляющему входу четвертого вентиля, второй

° ° 1 t выход — ко входу установки 0 сумматора и третий выход — к управляю-» щему входу нторого счетчика, а входк источнику опорного сигнала введены также блок усреднения и коррекции времени привязки результата иэмере 1ння, первые входы которого соединены с выходами сумматора, вторые входы741184

ЦНИИПИ Заказ 3196/45 Тираж 1019 Подписное филиал ППП Патент, г, Ужгород, ул. Проектная, 4 со вто1ими выходами второго счетчика, первый регистр, входы которого подключены к выходам первого счетчика, а вторые выходы ко входам âàåденного второго регистра, блок сравнения, входы которого подсоединены к выходам первого и второго регистров, а выходы - к первому и второму счетным входам второго счетчика, третьим входам блока с усреднения и коррекции времени привяэки реэультата измерения и к управляющим входам второго счетчика.

Источники информации, принятые во внимание при экспертизе

1. Космические траектории измерения . Радиотехнические методы иэмерений и математическая обработка данных под редакцией П.A.Àãàäæàнова, Иэд-во Сов.радио, 1969, с.333 °

2. Авторское свидетельство СССР

9416697, кл. G 06 F 15/34, 1974,