Способ измерения угла сдвига фазы Советский патент 1986 года по МПК G01R25/00 

Изобретение относится к фазоизмерительной технике и может быть ис пользовано при создании приборов для измерения углов сдвига фазы между гармоническими составляющими сложных сигналов, в частности для измерения начальных фаз высших гармоник периодических сигналов относи тельно первой гармоники. Цель изобретения - р(асширение функциональных возможностей путем измерения начальных углов сдвига фазы между первой и последунлцими гармониками входного сигнала. Сущность способа заключается в том, что одновременно компенсируют первую и одну из высигах гармоник сложного сигнала и измеряют мгновен ные значения линейно изменяющегося сигнала, соответствующего высшей гармонике, в момент равенства нулю линейно изменяющегося сигнала, соответствующего первой гармонике. Та кая последовательность операций исключает неоднозначность определения угла сдвига фазы высшей гармоники, :так как отпадает вопрос: между кахими нуль-переходами гармоник сложного сигнала надо измерять интервал времени, по которому в дальнейшем г пределяют угол сдвига фазы. На фиг. 1 приведена структурная схема устройства, реализующего пред лагаемый способ; на фиг. 2 - времен ные диаграммы, поясняющие его работ Устройство, реализующее способ измерения угла сдвига .фазы между ..высшей (К-й) и первой гармоникой сложного сигнала, содержит два кана ла 1 и 2 компенсахщи первой и К-й гармоник, входы которых объединены и подключены к входной шине, нульорган (НО) 3, вход которого подключен к выходу канала 1, аналоговый запоминающий блок (АЗБ) 4, сигнальный вход которого соединен с выходо канала 2, а вход управления - с выходом НО 3, регистрирующий прибор 5 который подключен к выходу АЗБ 4. Каждый из каналов 1 и 2 содержит последовательно соединенные блок сравнения 6, и:змерительный преобра ватель (ИП) 7, выделяющий первую ил К-ю гармонику, соответственно в ка ле 1 или 2, узел управления (УУ) 8 генератор 9 линейно изменяющегося напряжения (ГЛИН), функциональный преобразователь (ФП) 10, который п 12 образует линейно изменяющийся сигнал на выходе ГЛИН 9 в синусоидальньй сигнал, управляемый масштабный преобразователь (УМП) 11, вход управления которого соединен с вторьм входом узла 8, а его выход - с вторым входом блока 6. Выходами каналов 1 и 2 являются выходы ГЛИН 9. Входной сигнал Uy можнопредставить в аналитической записи таким образом, чтобы начальная фаза первой гармоники равнялась нулю: Uj U,sinut (2и t+y,)- + + U,...sin (Kcjt +) + . . ., К.М К ,,... - амплитуды; (М 1/Л - начальные фазы ., cfk-первой, второй, ... К-й,... гармоник сигналаСО - круговая частота первой гармоники. Измерению подлежит начальная фаза К-й гармоники Cf,. Рассмотрим работу каналов 1 и 2 компенсации первой и высшей гармоники. Они различаются между собой тем, что ИП 7 в канале 1 настроен на первую гармонику, а ИП 7 в канале 2 на К-ю гармонику. Входной сигнал UK сравнивается в блоке 6 с компенс1 рующим сигналом и. Разность этих сигналов поступает в ИП 7, который вьщеляет огибающую впервой гармоники разности сигналов U;, и и,. Размах колебаний выходного сигнала ГЛИН 9 стабилизирован, изменение вы-, ходных сигналов ГЛИН 9 U и Uк соответственно в каналах 1 и 2 (фиг. 2) от нухж до максимального значен1бя соответствует изменению текущей фазы от О до 2- (от. О до 360°). Сигналы U и U|, при помощи ФП Ю преобразуются в синусоидальные сигналы и и и. Эти сигналы масштабируются при помощи УПМ 11 и подаются на второй вход блока 6. УУ 8 формирует сигналы управления фазой ГЛИН 9 и коэффициентом передачи УМП 11 таким образом, чтобы тривести выходной сигнал ИП 7 к нулевому зн ачению (метод экстремального . уравновешивания). Б этом случае амплитуда и .фаза первой гармоники вход

Изобретение может быть использовано при создании приборов для измерения углов сдвига фазы между гармоническими СОСТЙВЛЯЮ1ЦИ Ш СЛбЖНЫХ сигналов. Цель изобретения - расширение функциональных возможностей. Устройство, реализующее способ, содержит в каждом канале 1 и 2 блок 6 / сравнения, измерительный прибор 7j, узел 8 управления генератор 9 линейно изменяющегося напряжения, функциональный преобразователь 10, и управляемый масштабный преобразователь 11. Устройство позволяет одновременно компенсировать первую и анализируемую гармоники. Измерение мгновенного значения линейно изменяющегося сигнала, соответствующего анализируемой гармонике, осуществляют в момент равенства нулю линейно изменяющегося сигнала, соответствующего первой гармонике. 2 ил.