Измеритель сдвига фаз с ортогональной обработкой Советский патент 1987 года по МПК G01R25/00 

1

Изобретение относится к радиоизмерительной технике, в частности к фазометрическим устройствам, и может быть использовано при построении фазометров повышенной точности.

Цель изобретения - повышение точности, помехоустойчивости измерения сдвига фаз и упрощение устройства.

На чертеже изображена функциональная схема предлагаемого устройства.

Устройство содержит первый и второй перемножители 1 и 2, интеграторы 3 и 4, постоянное запоминающее уст- ройство (ПЗУ) 5 синуса, ПЗУ 6 косинуса, третий и четвертый перемножители 7 и 8, сумматор 9, усилитель-ограничитель 10,, цифровой измеритель 11 фазы, задающий генератор 12 и де- литель 13 частоты.

Первые входы перемножителей 1 и 2 являются входом устройства. Выход перемножителя 1 связан с входом интегратора 3, выход которого связан с первым входом перемножителя 7, Выход перемножителя 2 связан с входом интегратора 4, выход которого связан с первым входом перемножителя 8. Вторые входы перемножителей 1 и 7 сое- динены с выходом ПЗУ 5 синуса. Вторые входы перемножителей 2 и 8 соединены с выходом ПЗУ 6 косинуса. Выход перемножителя 7 соединен с первым входом сумматора 9, а вькод пе- ремножителя 8 соединен с вторым входом сумматора 9, выход которого чере усилитель-ограничитель 10 соединен с первым входом цифрового измерителя

11фазы. Выход задающего генератора

12соединен с входом делителя 13 частоты, первый выход которого соединен с входами ПЗУ 5 и 6, а второй выход - с вторым входом цифрового измерителя 11 фазы. Выход цифрового из мерителя 11 фазы является выходом устройства.

Предлагаемое устройство работает следующим образом.

Входной сигнал U(t), представляю- щий собой аддитивную смесь гармони. ческого сигнала (Slt+9) и помехи (Wnt+q)) , поступает на первые входы перемножителей 1 и 2. На вторые входы перемножителей подается опорньй сигнал, причем на перемножитель 1 - в виде UQ lIfnjjSinnt с ПЗУ 5, а на перемножитель 2 - в виде UQ UrneCOsSJt с ПЗУ 6. Далее сигналы

с выходов перемножителей 1 и 2UoU(t) и UoU(t) .поступают на интеграторы 3

и 4 и могут быть представлены в виде

т

и М-о j sin eat + дс;

J

1

т

и М21а.( cos0dt + ЛЗ, - J

г

где и и и - сигналы интеграторов

3 и 4,

Слагаемые ДС и bS обусловлены воздействием помех и наличием гармоник сигнала.

т

Наложим нормирующее условие | dt

о

1, ЧТО аппаратурно реализуется масштабированием отсчета. С учетом этого условия

и.

b-Hiro с;

П -Уйосозб + Л8.

При yвeл гчeнин времени интегрирования Т- 00 слагаемые л С и .

Сигналы Up и Ug поступают на перемножители 7 и 8 и затем на сумма- , тор 9. Произведя соответствующие преобразования, получаем

UJV UITIQЛ тт I rnUmo л тг

..а. cog 9 U sinQt+ sinQ

X cosn.(at + e),

Это значит, что на выходе сумматора 9 будет синусонцальный сигнал, имеющий сдвиг фазы 0 .

Далее этот сигнал поступает на усилитель-ограничитель 10, где преобразуется в прямоугольный сигнал, имеющий фазовый сдвиг б . Фазовый сдвиг прямоугольного сигнала измеряется цифровым измерителем I1 фазы.

Помехоустойчивость предлагаемого устройства опредешяется шириной полосы пропускания,, которая находится из выражения

f - ;i-,

uf - ширина полосы пропускания

устройства, Гц;

о - постоянная времени интеграторов 3 и 4;

Ширина полосы пропускания и f зависит от постоянной времени устройства € , определяемой постоянной времени интеграторов 3 и 4, и имеет порядок нескольких герц. Уменьшая ширину полосы пропускания, можно соответственно увеличить помехоустойчивость устройства.

Точность измерения фазового сдвига определяется инструментальной точностью цифрового измерителя 11, которая является довольно высокой и зависит от разрядности измерения и величины ошибки, определяемой шириной полосы пропускания устройства.

Применение предлагаемого устройства, по сравнению с известным, позволяет упростить вычислительные операции, обеспечив высокую помехоустойчивость и точность измерения сдвига фаз за счет вновь вводимых блоков.

Формула изобретения

Измеритель сдвига фаз с ортогональной обработкой, содержащий два перемножителя, первые входы которых соединены с входной шиной измерителя, к выходам которых подсоединены интеграторы, сумматор, отличающийся тем, что, с целью повыРедактор А.Ворович

Составитель С.Кулиш

Техред А.Кравчук Корректор В.Бутяга

Заказ 5690/41 Тираж 730Подписное

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

.5

10

541314

шения точности и помехоустойчивости, он снабжен постоянным запоминаюш;им устройством синуса, постоянным запоминающим устройством косинуса, двумя перемножителями, усилителем-ограничителем, цифровым измерителем фазы, задающим генератором, делителем частоты, причем выходы интеграторов соединены соответственно с первыми входами введенных третьего и четвертого перемножителей, вторые входы первого и третьего перьмножителей соединены с выходом постоянного запоминающего устройства синуса, а вторые входы второго и четвертого перемножителей соединены с выходом постоянного запоминающего устройства косинуса, входы указанных устройств соединены с выходом делителя частоты, выходы третьего и четвертого перемножителей соединены с входами с-умматора, выход которого через усилитель-ограничитель соединен с первым входом цифрового измерителя фазы, выход задающего генератора соединен с входом делителя частоты, второй выход которого соединен с вторым входом цифрового измерителя фазы.

15

0

5

Изобретение относится к радиоизмерительной технике, .в частности к фазометрическим устройствам, и может быть использовано при построении фазометров повьшенной точности.Целью изобретения является повышение точности и помехоустойчивости измерителя сдвига фаз. Для достижения поставленной дели в устройство, содержащее два перемножителя 1 и 2, интеграторы 3 и 4 и сумматор 9, дополнительно введены постоянные запоминающие устройства синуса 5 и косинуса 6, перемножители 7 и 8, усилитель-ограничитель 10, цн фровой измеритель 11 фазы, задающий генератор 12 и делитель 13 частоты. Точность измерения фазового сдвига определяется инструментальной точностью измерителя 11, которая зависит от разрядности измерения и величины ошибки, определяемой шириной полосы пропускания устройства. По сравнению с прототипом предложенное устройство позволяет упростить вычислительные операции, обеспечив высокую помехоустойчивость и точность измерения сдвига фаз за счет введенных блоков. I ил. (Л 00 СП