Цифровой корреляционный фазометр

Цифровой корреляционный фазометр

Иллюстрации

Показать все

Реферат

 

О П И С А Н И Е (п)943598

ИЗОБРЕТЕНИЯ

К АВТОРСКОМУ СВИДЕТЕЛЬСТВУ

Союз Советсиик

Социалнстнчесинн ресаублнн (6I ) Дополнительное к авт. свид-ву(22) Заявлено 17. 12. 80 (21) 3217886/18-21 (5l)M. Кл.

4 01 R 25/00 с присоединением заявки №вЂ” (23) Приоритет фаударстинныЯ кеннтет

CCCP аа делан «зебретениЯ н втнрытнЯ

Опубликовано 15.07.82. Бюллетень №26 (53) УДК 621. 317. .77(088.8) Дата онублнкования оянсания 17.07.82 (72) Авторы изобретения

Б.А. Довбня и В.С. Голиков

Харьковский институт радиоэлектроники (7l ) Заявитель (54) ЦИФРОВОЙ КОРРЕЛЯЦИОННЫЙ ФАЗОИЕТР

Изобретение относится к цифровой вычислительной технике и импульсным измерительным устройствам и может быть использовано для помехоустойчивого измерения разности фаз сигналов в присутствии белого шума, импульсных и флуктуационных помех с нормальным законом распределения.

Известен цифровой корреляционный фазометр, содержащий входные блоки, генератор тактовых импульсов, блок управления, блок регистрации, счетчик, преобразователь кода, перемножители, сумматор, делитель, разност" ные счетчики )1g.

Он позволяет производить измере" ние разности фаз сигналов в присутствии шумов, но имеет достаточно сложную .конструкцию.

Наиболее близким к предлагаемому является цифровой частотомерфазометр, который содержит генератор опорной частоты, двоичный умножитель, содержащий ключ и счетчик, управляющий реверсивный счетчик, счетчик, элемент сравнения, регистр, триггер, элемент задержки и дополнительный счетчик, при этом

5 выход генератора опорной частоты соединен со входом двоичного умножителя, управляющие входы которого соединены с выходами разрядов управляющего реверсивного счетчика, а выход двоичного умножителя соединен со счетным входом счетчика, в котором выход переполнения подключен к второму входу элемента сравнения, первый вход которого подклю", чен к источнику измеряемого сигнала, а к источнику опорного сигнала подключен первый вход триггера, счетный вход дополнительного счетчика подключен к выходу двоичного

2о умножителя, установочный вход дополнительного счетчика подключен к единичному выходу триггера, второй вход которого соединен с выходом элемента задержки, вход кото3 94 рого подключен к источнику измеряемого сигнала, к установочному входу счетчика и к первому входу элемент сравнения, первый и второй выходы которого соединены соответственно с суммирующим и вычитающим входами управляющего реверсивного счетчика, а третий выход соединен с шиной записи регистра (2).

Этот фазометр дает возможность избежать получение. ложных результатов в моменты пропадания сигналов или появления импульсных помех, однако помехозащищенность его по отношению к флуктуационным шумам недостаточно высока, так как обработка сигналов в таком фазометре при измерении разности фаз не является оптимальной в смысле максимального отношения сигнал/шум.

3598 4 ключи и 5 буферный реверсивный счетчик 7 и управляющий реверсивный счетчик 8. Измеряемый и опорный сигналы0((э„(Ци0(я()представляют собой импульсы, фазовый сдвиг которых относительно друг друга необходимо измерять. фазометр работает следующим образом.

Генератор l опорной частоты вырабатывает импульсы, частота которых превышает частоту входных сигналов в Я раз. Поступая на шину сдвига регистра 2, эти импульсы осуществляют продвижение по регистру 2 сдвига

1О !

Целью изобретения является повышение помехоустойчивости фаэометP8 °

Указанная цель достигается тем, что в известное устройство, содержащее генератор опорной частоты, управляющий реверсивный счетчик, регистр сдвига и ключи введены блок знакового умножения, коммутатор и буферный реверсивный счетчик, при этом выход генератора опорной частоты соединен с тактовой шиной регистра сдвига, вход которого подключен к источнику измеряемого сигна" ла, а разрядные выходы соединены со входами коммутатора, выход которого подключен к первому входу блока знакового умножения, второй вход которого соединен с источником опорного сигнала, а два взаимно инверсных выхода — с управляющими входами ключей, входы которых соединены с выходом генератора опорной частоты, а выходы - со входами суммирования и вычитания буферного реверсивного счетчика, первый и второй выходы ко" торого соединены соответственно с суммирующим и вычитающим входами управляющего реверсивного счетчика, разрядные выходы которого соединены с управляющими входами коммутатора и являются выходом фазометра.

На чертеже представлена функциональная схема цифрового корреляционного фазометра.

Он содержит генератор 1 опорной частоты, регистр 2 сдвига, коммутатор 3, блок 4 знакового умножения, измеряемого сигнала 0„ „„(1), подключенного ко входу регистра 2 сдвига;

При этом на каждом из М разрядных выходов регистра 2 сдвига формиру2в ются копии сигнала 0и (Ф), сдвинутые друг относительно друга на Т/> единиц, где Т - период входных сигналов в единицах принятой системы измерения. Задержанные копии сиг25 налаОд ()поступают на входы коммутатора 3, на выход которого проходит сигнал со входа, определяемого кодом числа на управляющих входах коммутатора 3. Сигнал с выхода ком30 о мутатора 3 0 (п, 1 1, где п=0,1...

М-1 поступает на один из входов блока 4 знакового умножения, на другой вход которого поступает опорный сигнал0 „ф). Блок 4 знакового умножения представляет собой логический элемент, реализующий функ- . цию равнозначности, так как такой элемент соответствует арифметическому умножению знаковых функций т

"oo(t) Ueo (t+n;

1м/

На выходах блока 4 знакового умножения образуются взаимно инверсные знаковые сигналы, Эти сигналы управляют ключамй 5 и 6, пропускающими импульсы опорной частоты с выхода генератора 1 на входы суммирования и вычитания буферного реверсивного счетчика 7, в котором осуществляется накопление произведений.

Ео,„(Ц Ä» (o». )

Это выражение соответствует получению значений ненормированной взаимной корреляционной функции сигналов О п (Ц и 0д,,((t) в точке со сдвигом оп„т/Я- При сдвиге С Т(//2=Т)Ь значения модуля взаимной корреля2S

5 9435 ционной функции с течением времени будут возрастать, что приведет к переполнению буферного реверсивного счетчика 7. На его первом. и втором выходах (в зависимости S от того С(Т/Ф или 6 7/4соответственно) будут появляться импульсы, которые, поступая на входы управляющего реверсивного счетчика 8, будут изменять его содержимое. Разрядные выходы управляющего реверсивного счетчика 8 являются управляющими входа" ми коммутатора 3, поэтому изменение числа в управляющем реверсивном счетчике 8 будет приводить к переклю- 1> чению каналов коммутатора 3, а следовательно, и к изменению задержки 7 сигналаЦ, м(1)до тех пор, пока не будет в точности равняться T/4, что соответствует точке перехода 20 взаимной корреляционной функции сигналов 0 оп ® ""иЪм Цчерез О.

Яри этом число, записанное в управляющем реверсивном счетчике 8 однозначно связано со сдвигом фаз

Ои м®и Ооп(Ф) отношением лЧ=--й

Т

М где R — число, записанное в управляющем реверсивном счетчике 8.

Код числа Я поступает на выход устройства и может быть переведен в значение дМ в нужной системе счисления.

Если сигналы0,(Ц и. Q >j4) аддитивно З> смешаны с белым шумом или помехами, функция распределения которых имеет стационарный характер, такая. обработка с использованием взаимной корреляционной функции является on-„ <о тимальной в смысле получения максимального отношения сигнал/шум, что ведет к повышению помехоустойчивости

98 6 фазометра по сравнению с известным устройством.

Формула изобретения

Цифровой корреляционный фазометр, содержащий генератор опорной частоты, управляющий реверсивный счетчик, регистр сдвига и ключи, о т л ич а ю шийся тем, что, с целью повышения помехоустойчивости, в него введены блок знакового умножения, коммутатор и буферный реверсивный счетчик, при этом выход генератора опорной частоты соединен с тактовой шиной регистра сдвига, вход которого подключен к источнику измеряемого сигнала, а разрядные выходы соединены со входами коммутатора, выход которого подключен к первому входу блока знакового умножения, второй вход которого соединен с источником опорного сигнала, а два взаимно инверсных выхода - с управляющими входами ключей, входы которых соединены с выходом генератора опорной частоты, а выходы - со входами суммирования и вычитания буферного реверсивного счетчика, первый и второй выходы которого соединены соответственно с суммирующим и вычитающим входами управляющего реверсивного счетчика, разрядные выходы которого соединены с управляющими входами коммутатора и являются выходом фаэометра.

Источники информации, принятые во внимание при экспертизе

1. Авторское свидетельство СССР

М 742824, кл. 4 01 Р 25/00, 01.03.78

2. Авторское свидетельство СССР

N 658496, кл. G 01 R 25/00, 29.11.76.

943598 б з аказ 5099/50 Тираж 717

ВНИИПИ Государственного комитета СССР по делам изобретений и открытий

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

Подписное

Филиал ППП Патент, г. Ужгород, ул, Проектная, Составитель Н. Агеева

Редактор Л. Авраменко Техред М, Надь Корректор И. Муска