Способ измерения угла сдвига фаз между двумя гармоническими сигналами Советский патент 1985 года по МПК G01R25/00 

0Л0/9

Изобретение относится к фазоизмерительной технике и может быть использовано для измерения угла сдвига фаз между двумя гармоническими сигналами в диапазоне низких частот.

Цель изобретения - повышение- точности измерения угла сдвига фаз за счет выделения момента перехода каждым из двух сигналов через максимум амплитуды и выделения- моментов переходов амплитудно-модулированных (AM) сигналов фиксированных уровней напряжения, после чего формируются сигналы, между которыми производится оценка сдвига фаз.

Предлагаемый способ позволяет измерить угол сдвига фаз амплитудно-модулированных сигналов без демодуляции.

На фиг.1 представлено устройство для осуществления предлагаемого способа; на фиг.2 - временные диаграммы поясняющие-работу отдельных блоков устройства.

Устройство состоит из линейных усилителей 1 и 2,ограничителей 3 и 4 уровня сигнала, триггеров 5 и 6 Шмидта, цифровьк фильтров 7 и 8,блоков 9 и 10 выделения максимума, генераторов 11 и 12 ударного возбуждения, электронного ключа 13, эталонного генератора 14 и регистратора 15

Первьй вход устройства через последовательно соединенные линейный усилитель 1, ограничитель 3 уровня сигнала, триггер 5 Шмидта, цифровой фильтр 7 и блок 9 выделения макси- мума подключен к первому входу электронного ключа. 13. Второй вход устройства через последовательно соединенные линейньй усилитель 2, ограничитель 4 уровня сигнала, триггер 6 Шмидта, цифровой фильтр 8 и блок 10 выделения максимума подключен к второму входу электронного ключа 13, третий вход ключа 13 подключен к эталонному генератору 14, а выход электронного ключа 13 - к входу регистратора 15. При этом входы гене- ратора 11 ударного возбуждения подключены к выходам цифрового фильтра 7, а выходы генератора 11 ударного возбуждения - к третьему входу блока 9 вьщеления максимума, аналогично подключен генератор 12 к фильтру 8 и -блоку 10.

Спосо5 осуществляется следующим образом.

Амплитудно-модулированные сигналы поступают ча входы линейных- усилителей 1 и 2 каждого канала, в которых происходит увеличение глубины модуляции, затем ограничивается по напряжению фиксаторами уровней, выполненными, например, в виде ограничителей уровня 3 и 4, причем уровень ограничения выбирается из условия

(l-m)Um Uorp коэффициент модуляцииi Un,- амплитуда) .. В результате ограничения образуется периоди ческая последовательность полуволн несущей частоты, амцлитуда которой меняется по закону огибающей АМ-сигнала, следующая с частотой модулирующего сигнала (фиг.2).

С помощью формирователей, например триггеров 5 и 6 Шмидта, ограни.ченный сигнал преобразуется в после-; довательность пакетов прямоугольных импульсов, следзпощих с модулирующей частотой которые поступают на входы цифровых фильтров 7 и 8,каждый из которых представляет собой двоичный счетчик с набором схем совпадений(объем счетчика выбирается из соотношения между несущей и модулирующей частотами). Цифровые фильтры 7 и 8 вьщеляют первьй и последний моменты лерехода АМ-сигнала через фиксированный уровень напряжения, т.е. фронт первого и срез последнего импульсов каждого пакета, по которым формируется временной интервал, середина которого соответствует моменту прохождения точки максимзпу1а огибающей АМ-сигнала. Блоки 9 и 10 вьщеления максимума огибающей АМ-сигнала, стробируемые импульсами генераторов 11 и 12 ударного возбуждения, формируют короткие импульсы, моменты появления ;которых соответствзпот максимуму оги1бающей АМ-сигнала в каждом канале. Ьти импульсы образуют временной интервал, пропорциональный углу сдвига

фаз между огибающими.

Электронный ключ 13 я: эталонный генератор 14 обеспечивают заполнение выделенного временного 1Нрервала импульсами эталонной частоты. Регистратор 15 представляет собой .-цифровое вычислительное устройство. Результат должен отображаться на й-ифровом табло.

Угол сдвига вычисляется как произ,ведение числа импульсов ti , пропорционального yrtry сдвиг а фаз, на от

СПОСОБ ИЗЖРЕНИЯ УГЛА СЛВИГА ФАЗ МЕЖДУ ДВУМЯ ГАРМОНИЧЕСКИМИ СИГНАЛАМИ, заключающийся в вьщелении моментов перехода сигналами выбранного фиксировайного уровня напряжения, вьщелении моментов-перехода гармоническими сигналами максимальногозначения, преобразовании по моментам Дг перехода через данное значение сигналов угла сдвига фаз в интервал времени, заполнении интервала времени счетными импульсами и вычислении значения угла сдвига фаз, о т л и - чающийся тем, что, с целью повьшения точности измерения, перед вьщелением момента перехода каждым из двух сигналов его максимального значениявьщеляют первый и последний за период огибающей моменты перехода каждым сигналом фиксированного уровня напряжения U(j|-p , выбранного в пределах (l-ml. : 2U , где mкоэффициент модуляции J - амплитуда сигнала, затем формируют интервал (Л времени, между указанными первым и последним за период огибающей моменс тами перехода каждым гармоническим сигналом фиксированного уровня напряжения U(jcp. ч ч1 ч