Способ измерения сдвига фаз Советский патент 1987 года по МПК G01R25/00 

Изобретение относится к способам электроизмерений и может быть использовано для измерения сдвига фаз с повьппенной помехоустойчивостью и быстродействием.

Цель изобрет.ения - уменьшение времени измерений путем исключения вычислительньк операций для нахождения фазового сдвига и обработки сигналов неполного периода.

На чертеже изображена схема устройства для реализации способа.

Устройство содержит преобразователи 1, включающие перемножители 2 и 3 мгновенных значений сигналов, интеграторы 4 и 5, квадратор 6 и измеритель 7 отношений двух сигналов, анализатор 8 максимума сигнала и многофазный генератор 9 опорного сигнала, при этом первый вход преоб- раз.ователя 1 через последовательно включенные первьй перемножитель 2 мгновенных значений сигналов, первый интегратор 4 и квадратор 6 соединен с первым входом измерителя 7 отношений, выход которого является выходом преобразователя 1 и соединен с соответствующим входом анализатора 8 максимума сигнала. Второй вход преобразователя 1 соединен с первым выходом многофазного генератора 9, вторьм входом перемножителя 2 мгно- венньк значений сигналов и обоими входами пёремножителя 3 мгновенных значений сигналов, выход которого через второй интегратор 5 соединен с вторым входом измерителя 7 отношений двух сигналов. Выходы интеграторов 4 каждого из п преобразователей 1 дополнительно соединены с соответствующими входами анализатора 8 максимума сигналов.

Устройство работает следующим образом.

Входные сигналы S(t) поступают на первые входы преобразователей 1, на вторые входы которого подаются сигналы опорного многофазного генератора 9, причем фаза сигнала опорного генератора, поступающего на входы п-го преобразователя смещена на постоянное значение, равное 360°/п.

В преобразователе 1 сигналы перемножаются, интегрируются к поступают на вход.анализатора 8 максимума.

На выходе интеграторов 4 и 5 об- разутотся сигналы:

лч

Js(t) S(t,q.)dt, Js(t,q.)dt,

где t - текущее времяi

S(t) - текущий сигнал; ,« S(j(t,4) - опорный сигнал с изменяемой и измеряемой разностью фаз (с);

Т - период интегрирования измерения,

а на выходе измерителя 7 - отношение сигналов

Г j S(t)- S(t, Cf)dt / j S(t,lf)dt . оо .

Сигналы с измерителя 7 и генератора 9 подаются на входы анализато ра 8 максимума. Для исключения отрицательных сигналов, возникающих на выходе интегратора 4, производится дополнительный анализ сигнала Т

Js(t) SoCt.tf) dt -i о,

°f

и преобразователи 1, у которых.на

дополнительных входах возникают отрицательные сигналы, из рассмотре- .ния исключаются, благодаря чему ана-

лизируемый диапазон фазовых сдвигов расширяется до 360 . Величина фазового сдвига равна номеру преобразователя 1, имеющего максимал ное значение сигнала.

Формула изобретения Способ измерения сдвига фаз, заключающийся в том, что измеряемый и опорный сигналы перемножают при разных фазовых сдвигах сигналов, интег.рируют результаты перемножения и определяют величину фазового сдвига при изменении и измерении фазы опорного сигнала до получения максимального результата, о т л и ч а ю щ и и с я тем, что, с целью по- вьш1ения точности и уменьшения времени измерения, возводят в квадрат, затем интегрируют мгновенные значения амплитуд опорного сигнала, результат интегрирования перемноженных опорного и измеряемого сигналов возводят в квадрат, измеряют отношение квадрата интегрирования перемноженных опорного и измеряемого

сигналов и результата интегрирования квадрата мгновенных значений, по максимальному значению отношения которых определяют фазовый сдвиг.