Корреляционный измеритель фазы гармонического сигнала Советский патент 1986 года по МПК G01R25/00 

t 1

Изобретение относится к радиоизмерительной технике и может быть использовано в корреляционных устройствах для измерения фазы гармонического сигнала.

Цель изобретения - повышение точности измерений за счет уменьшения ошибки измерения, связанной с инструментальными погрешностями перемножителей и интеграторов.

На чертеже дана функциональная схема измерителя.

Он содержит перемножители 1 и 2 и интеграторы 3 и 4, фазовращатель 5 на 9Q°, генератор 6 опорного напряжения, регулируемые усилители

7и 8, сумматор 9 и вычитатель 10, делитель II напряжений и блок 12 вычисления арктангенса.

Выходы перемножителей 1 и 2 сое- динены с входами интеграторов 3 и

4соответственно. Выходы интеграторов 3 и 4 соединены с регулирующими входами регулируемых усилителей 7 и

8соответственно. Выход генератора. ,6 опорного напряжения соединен с

фазовращателем 5, вторым входом перемножителя , входом регулируемого усилителя 7. Выход фазовращателя

5соединен с вторьм входом перемножи теля 2, входом регулируемого усилителя 8. регулируемый усилителей 7 и 8 соединены с входами сумматора 9 и делителя 1I напряжения, выход которого соединен с блоком 12 вычисления арктангенса. Выход сумматора 9 соединен с одним из входов вычитателя 10, другой вход которо го является входом измерителя, а выход соединен с первыми входами перемножителей 1 и 2.

Устройство работает следующим образом.

Напряжение входного сигнала Ig (t )Acos(cot+c}i,), начальная фаза Qp которого подлежит измерению, поступает через вычитатель 10 на пере- множит-ели Л и 2. На вторые входы этих перемножителей поступает напряжение опорного генератора 6 1д(, (t) AaCoscot, причем на перемножитель 1 оно поступает непосредственно, а на перемножитель 2 - через фазовращатель на 90°, т.е. 1д„ (t )AoSiria t. Одновременно напряжение опорного генератора 6 поступает на входы регулируемых усилителей 7 и 8, причем на регулируемый усилитель 7 оно посту2263342

пает непосредственно, а на регулируемый усилитель 8 через фазовращатель на 90 . На регулирующие входы регулируемых усилителей 7 и 8 поступает 5 напряжение с выходов интет раторов

соответственно

I

Ml(t)

- 30

coscot dt и

sinwt dt. Если корреляторы

10 Ч

работают без погрешностей на выходе

сумматора появится сигнал

) /(- l(t)A coscotdt)A,

Т,

Q

15 +( J l(t)A sinutdt)AdSinu AtCOS

О

(cot+cpj,

т.е. точно в фазе с напряжением. Следовательно, фаза напряжения на входах корреляторов l(t)I,,.(t) /

) не изменится и. оба перемножителя останутся под воздействием сигнала l(t) в той же пропорции.

Если же напряжение на выходах кор22 реляторов вычислены не точно из-за инструментальных погрешностей перемножителей и интеграторов, на выходе сумматора 9 появится сигнал, фаза которого будет отличаться от .(t). При этом фаза сигнала l(t) изменится и, следовательно, изменится и пропорция воздействия сигнала l(t) на перемножители, причем таким образом, что погрешности корреляторов будут компенсироваться, и на входы усилите35 ля напряжения сигналы с выходов регулируемых усилителей 7 и 8 будут поступать со скомпенсированными погрешностями.

Таким образом, благодаря вводу в схему корреляционных измерителей фаз двух регулируемых ус1шителей, сумматоров и вкчитателя, обеспечивающих создание регулируемого сигнала на.

входах перемножителей, погрешность, связанная с инструментальными погреш ностями перемножителей и интеграторов, уменьшается.

При этом., поскольку регулирующий

50 сигнал по существу является сигналом отрицательной обратной связи, то в первом приближении уменьшение погреш ности можно оценить как в (l+A-B)

„ Гград

JJ раз, где В - - некоторый коэффи циент пропорциональности, связьшаю- щий погрешность измерения фазы с инструмент,альными погрешностями корпает непосредственно, а на регулиру мый усилитель 8 через фазовращатель на 90 . На регулирующие входы регулируемых усилителей 7 и 8 поступает напряжение с выходов интет раторов

соответственно

coscot dt и

I

Ml(t)

sinwt dt. Если корреляторы

Ч

работают без погрешностей на выходе

0

сумматора появится сигнал

) /(- l(t)A coscotdt)A,

Т,

Q

5 +( J l(t)A sinutdt)AdSinu AtCOS

О

(cot+cpj,

т.е. точно в фазе с напряжением. Следовательно, фаза напряжения на входах корреляторов l(t)I,,.(t) /

) не изменится и. оба перемножителя останутся под воздействием сигнала l(t) в той же пропорции.

Если же напряжение на выходах кор2 реляторов вычислены не точно из-за инструментальных погрешностей перемножителей и интеграторов, на выходе сумматора 9 появится сигнал, фаза которого будет отличаться от .(t). При этом фаза сигнала l(t) изменится и, следовательно, изменится и пропорция воздействия сигнала l(t) на перемножители, причем таким образом, что погрешности корреляторов будут компенсироваться, и на входы усилите5 ля напряжения сигналы с выходов регулируемых усилителей 7 и 8 будут поступать со скомпенсированными погрешностями.

Таким образом, благодаря вводу в схему корреляционных измерителей фазы двух регулируемых ус1шителей, сумматоров и вкчитателя, обеспечивающих создание регулируемого сигнала на.

входах перемножителей, погрешность, связанная с инструментальными погрешностями перемножителей и интеграторов, уменьшается.

При этом., поскольку регулирующий

0 сигнал по существу является сигналом отрицательной обратной связи, то в первом приближении уменьшение погрешности можно оценить как в (l+A-B)

„ Гград

J раз, где В - - некоторый коэффициент пропорциональности, связьшаю- щий погрешность измерения фазы с инструмент,альными погрешностями корреляторов; А

MB

- коэффициент

град.

пропорциональности, связьюающий изменение напряжения на входах корреляторов с изменением фазы регулирующего сигнала.

Формула изобретения

Корреляционный измеритель фазы гармонического сигнала, содержащий первый и второй корреляторы, каждый из которых состоит из последовательно соединенных перемножителей и интегратора, генератор опорного напряжения, выход которого подключен к вторым входам перемножителей, .к первому непосредственно, а к второму через фазовращатель на 90 , и делитель напряжения, выход которого соеРедактор Р. Цицика

Составитель В. Шубин Техред Л.Олейник

Заказ 2125/42 Тираж 728Подписное

ВНИИПИ Государственного комитета СССР

по делам изобретений и открытий 113035, Москва, Ж-35, Раушская наб., д. 4/5

Производственно-полиграфическое предприятие, г. Ужгород, ул. Проектная, 4

динен с блоком вычисления арктангенса, отличающийс я тем, что, с целью повьш1ения точности измерения, в него введены первый и второй регу- лируемые усилители, сумматор и вычи- татель, при этом вход первого регулируемого усилителя подключен к выходу генератора опорного напряжения непосредственно, а вход второго через фазовращатель на 90. , при этом регулирующие входы первого и второго регулируемых усилителей соединены с выходами первого и второго интеграторов соответственно, а их выходы подключены к входам сумматора и делителя напряжений, причем выход сумматора соединен с одним из входов вычитате- ля, второй вход которого является входом корреляционного измерителя

фазы, а выход подключен к первым входам перемножителей.

Корректор С. Черни

Изобретение относится к радиотехнической технике. Цель изобретения - повьшение точности измерений. Устройство содержит перемножители и 2, интеграторы 3 и 4, фазовращатель на 90 5, генератор 6 опорного напряжения, регулируемые усилители 7 и 8, сумматор 9, вычитатель 10, делитель 11 напряжения и блок 12 вычисления арктангенса. Введение в схему двух регулируемых усилителей, сумматоров и вычитателя обеспечивающих создание регулируемого сигнала на входах перемножителей, погрешность, связанная с инструментальными погрешностями перемножителей и интеграторов, уменьшается, 1 ил. i (Л О) см &д 4