СПОСОБ ИЗМЕРЕНИЯ РАЗНОСТИ ФАЗ ГАРМОНИЧЕСКИХСИГНАЛОВ Советский патент 1965 года по МПК G01R25/00 

Известны способы измерения разности фаз гармонических сигналов, основанные на их сравнении с помощью механических фазометров, электроннолучевых трубок, фазочувствительных выпрямителей и других устройств, обладающих способностью перемножать сравниваемые сигналы. Использование указанных способов возможно лишь для сигналов, моменты перехода которых через ноль стабильны, а амплитуды постоянны. Для обеспечения постоянства амплитуд сравниваемых сигналов щироко применяются ограничители и триггерные устройства.

Измерение разности фаз между слабыми сигналами на фоне помех связано с значительными трудностями. Эти трудности преодолеваются в предлагаемом способе путем применения корреляционных методов обработки сигналов с помощью перемножителей и интеграторов, а также благодаря использованию элемента, осуществляющего операцию деления. Для повыщения точности измерений разности фаз между двумя когерентными сигналами при наличии некоррелированных помех входные сигналы после усиления подают непосредственно на один перемножитель, на другой перемножитель один из сигналов подают непосредственно, а второй - со сдвигом фазы на 90°, после чего измеряют отнощение постоянных напряжений на выходе следующих

за перемножителями интеграторов.

Схема устройства, реализующего предложенный способ, приведена на чертеже.

Сигналы Si и S2 совместно с некоррелированными щумами |i и 1-2 подаются на перемножители 1, причем один из сигналов подается на один из перемножителей, сдвинутый по фазе на угол 90°, с помощью фазовращателя 2. Постоянные составляющие сигналов на выходе перемножителей усредняются с помощью интеграторов 5, после чего подаются на делительное устройство 4, на выходе которого включен регистрирующий прибор 5.

Если на вход устройства действуют сигналы

-Si + S1 t/i. sin ш1-f I (0; 52 + la t/2 sin (cot+ 11;) + la (0,

где - подлежащий измерению фазовый 20 угол, а gi и 2 - некоррелированные помехи, то на выходе интеграторов (с учетом 90 сдвига в фазовращателе) имеем:

Vi f/i sin (at -f |j Uz sin (co + ij) +

+ Ы aifyifyacosij);

V.2 Li cos co + Ы 2 sin (co +

+ 15) -f Ы azK f/it/2 sin -ф.

Таким образом, на выходе делительного

V V

устройства получаем: «tV, Откуда: 4- arctg

Afl.Vi

Действительно, при постоянных a и a и ( показания регистрирующего прибора 5 целиком определяются отношением напряжений V- и У и не зависят от амплитуд входных сигналов.

Для расширения частотиого диапазона данного устройства единственный частотно-зависимый элемент его - фазовраш,агель должен быть широкополосным.

Предмет изобретения

Способ измерения разности фаз гармонических сигналов с использованием перемножителей, интеграторов и фазовращателя, отличающийся тем, что, с целью повышения точности измерений разности фаз между двумя когерентными сигналами при наличии некоррелированных помех, входные сигналы после усиления подают непосредственно на один перемножитель, на другой перемножитель один из сигналов передают непосредственно, а второй - со сдвигом фазы на 90°, после чего измеряют отношение постоянных напряжений на

выходе следу)ющих за перемножителями интеграторов.