Изобретение относится к фазоизмерительной технике и может быть использовано при создании измерительных приборов для регистрации разности фаз и частоты гармонических колебаний. Известные способы регистрации фигур Лиссажу с помощью двухкоординатных регистрируюш:их устройств позволяют производить измерения в ограниченном диапазоне частот и при отсутствии помех. Целью изобретения является создание способа регистрации фигур Лиссажу в широком диапазоне частот и при наличии помех. Эта цель достигается благодаря тому, что на .входы двухкоордииатного самонисца нодаются не исследуемые сигналы, а напряжения, .пропорциональные функции взаимной корреляции этих сигналов и автокорреляционной функции одного из них, иолученные с помощью двух корреляторов. При определении соотношения частот на входы двухкоординатного самописца подаются напряжения, пропорциональные автокорреляционным функциям исследуемых сигналов. Пусть исследуемые колебания содержат гармоническ 1е сигналы .4icos(cu/-(+Ф1) и /42Соз(в/-{-ф2) одной частоты со, разность фаз ф2-с,С1 Аф, которых требуется определить, причем на эти колебания накладываются некоррелированные с ни.м.а широкополосные помехи ih(t) и /bfOЕсли уровни помех велики, а частота исследуемых колебаний выше верхней граничной частоты полосы пропускання двухкоординатного регистратора, обычныл; способо.м невозможно зарегистрировать фигуры Лиссажу рассматривае:аых гармонических колебаний. При регистрации колебаний предлагаемым способом исследуе лые колебания подаются на входы двух корреляторов (на оба входа одного коррелятора подается сигнал Xi(t), а на входы другого - сигналы Xt(t) и Xsfij. Выходное напряжение первого коррелятора, подаваемое на один из входов двухкоординатного регистратора, пропорциональной автокорреляционной функции снг1:ала BII(T) B,,(-.} nmjr ,(/K(-.):i/ cos и -: + В„„(-:),
ной функции помехи Вп„(т). При увеличении т для широкополосных шумов В„„(т). Для значений т, больших чем интервал автокорреляции помехи n(t), или для всех значений т, когда .помеха отсутствует,
(), 5„(т)с08(о..(4)
Выходное напряжение второго коррелятора,
подаваемое на второй вход двухкоординатного регистратора, пропорционально функции
взаимной корреляции сигналов Xi(i) и X2(t):
В,,(-) 11т {x,(f)x,(t-)dt
О
cos(«T + Acp).
(5)
При синхронном включении устройств развертки корреляторов, непрерывно изменяюших время запаздывания по линейному закону
т хА(6)
где - скорость развертки, выходные напряжения корреляторов можно записать в виде 5„(/) (а)хХ, (7) 5i«(0 COS{(cox) + A. (8) Из формул (7) и (8) видно, что выходные напряжения корреляторов Bii(0 и () также являются гармоническими колебаниями, имеющими ту же разность фаз Аф и отчто и исходные сигношение амплитуд - At налы, однако их частота хсо может быть сделана как угодно низкой путем соответствующего выбора скорости развертки я в обоих корреляторах. Следовательно, сигналы Вц(1) такой же формы, как и исходные колебания Xi(t) и Xz(t). Рассмотрим сигналы x,(i) А, cos (со, + срО + п,(,(9) A:s(0 A,cos((o, + tp,) + «,{0(10) и Biz(t) будут иметь фигуры Лиссажу точно с различными частотами coi и соз, отношение которых - требуется определить. Как в предыдущем случае, предполагается, что на полезные сигналы накладываются некоррелированные с ними широкополосные помехи MI (О и Лз(0Обычный способ регистрации фигур Лиссажу с целью определения отношения частот (Oi/соз этих колебаний может оказаться непригодным, если помехи сравнимы по уровню с полезными сигналами, а частота хотя бы одного из исследуемых колебаний (кц или соз) превышает верхнюю граничную частоту полосы пропускания двухкоординатного регистратора. Кроме того, изменение разности начальменению формы фигур Лиссажу при одном и том же отношении частот coi/cos, что затрудняет распознавание фигур (особенно при большом отношении частот coi/wa).
Прн использовании корреляционного способа регистрации фигур Лиссажу сравнимые колебания подаются на входы двух корреляторов, выходные напряжения которых, пропорциональные нх автокорреляционным функциям
д2
COS (ш,х)
(11)
l
C°s(co,x),
(12)
поступают затем на входы двухкоординатного регистрируюшего устройства. Соотношения (И) и (12) выполняются и при наличии помех, если значения т превышают интервал автокорреляции помех ni(t) и n2(t).
Выражения (11) и (12) показывают, что Bii(t) и 5зз(0 представляют собой низкочастотные гармонические колебания с тем же
X. Ш COj
что и исходотношением частот X ШдIJ S ные колебания x(t} и x(t). При этом приведенные начальные фазы колебаний 5ii(0 и Взз(0 имеют нулевые значения, что удобно при распознавании фигур Лиссажу в случае различных отношений частот coi/coaТаким образом, колебания Bii(t) и Взз() будут иметь фигуры Лиссажу гочно такой же формы, что и сигналы Xi(t) и X3(t) с равной нулю разностью фаз (фз-Ф1 0). На фиг. 1 представлена блок-схема устройства для регистрации фигур Лиссажу при измерении разности фаз двух гармонических колебаний одной частоты, содержащая корреляторы, каждый из которых состоит из линии задержки 1(2), перемножителя 3(4) и интегратора 5(6), и двухкоординатный самописец 7. Один из исследуемых сигналов Xi(t) подается на оба .входа первого коррелятора, а выходной сигнал этого коррелятора, пропорциональный автокорреляционной функции входного сигнала, поступает на один из входов двухкоординатного самописца 7. Второй сигнал X2(t) поступает совместно с первым сигналом Xi(t) на входы второго коррелятора, выходной сигнал которого, пропорциональный функции взаимной корреляции входных сигналов, подается на второй вход двухкоордиватного самописца 7. Для обеспечения равенства коэффициентов преобразования частоты в обоих корреляторах устройства развертки линий задержки 1 н 2 должны быть синхронизированы. Для обеспечения требуемой синхронизации разверток устройства развертки в обоих каналах могут работать от одного привода.
частоты. В него входят линия задержки 1, перемножители 3 и 4, интеграторы 5 и 6 и двухкоординатный самописец 7.
Эта схема отличается от схемы на фиг. 1 тем, что сигналы, пропорциональные функции взаимной корреляции исследуемых сигналов и автокорреляционной функции одного из них, формируется при помощи одной линии задержки /.
На фиг. 3 представлена блок-схема устройства для регистрации фигур Лиссажу при измерении отношения частот двух гармонических колебаний. Это устройство аналогично показанному на фиг. 1, только один из входов перемножителя первого коррелятора не связан с одним из входов перемножителя второго коррелятора.
Один из исследуемых сигналов x(i) подается на оба входа первого коррелятора, а второй сигнал x,2(t) - на оба входа второго коррелятора. Выходные сигналы корреляторов, пропорциональные автокорреляционным функциям исследуемых сигналов Ki(t) и xz(t), поступают на входы двухкоординатного самописца 7. Работа устройства развертки в линиях задержки должна быть синхронной, как и в схеме на фиг. 1.
Предмет изобретения
1. Способ регистрации фигур Лиссажу двух гармонических колебаний посредством двухкоординатного самописца, отличающийся тем, что, с целью расширения частотного диапазона и подавления помех при регистрации фигур Лиссажу колебаний одной частоты, колебания иреобразуют с непрерывно изменлюш,имся запаздыванием в низкочастотные сигналы, пропорциональные взаимной и автокорреляционной функциям исследуемых колебаний, которые подают соответственно на вертикальный и горизонтальный входы самописца.
2. Способ по п. 1, отличающийся тем, что, с целью расширения частотного диапазона, подавления помех и автоматического приведеПИЯ начальных фаз к нулевым значениям при регистрации фигур Лиссалчу колебаний различных частот, колебания преобразуют с непрерывно изменяющимся заиаздыванием в низкочастотные сигналы, пропорциональные
автокорреляционным функциям исследуемых колебаний.
название | год | авторы | номер документа |
---|---|---|---|
СПОСОБ АВТОКОРРЕЛЯЦИОННОГО ПРИЕМА ШУМОПОДОБНЫХ СИГНАЛОВ | 2015 |
|
RU2595565C1 |
Акустооптический приемник | 1991 |
|
SU1838882A3 |
Акустооптический анализатор спектра | 1990 |
|
SU1737358A1 |
Ультразвуковой датчик расхода газовых и жидких топливных сред | 2018 |
|
RU2696823C1 |
ФАЗОВЫЙ СПОСОБ ПЕЛЕНГАЦИИ И ФАЗОВЫЙ ПЕЛЕНГАТОР ДЛЯ ЕГО ОСУЩЕСТВЛЕНИЯ | 2010 |
|
RU2435171C1 |
АКУСТООПТИЧЕСКИЙ ПРИЕМНИК | 2006 |
|
RU2314644C1 |
СПОСОБ ГЕОЭЛЕКТРОРАЗВЕДКИ | 1992 |
|
RU2044331C1 |
СПОСОБ АВТОКОРРЕЛЯЦИОННОГО ПРИЕМА ШУМОПОДОБНЫХ СИГНАЛОВ | 2005 |
|
RU2296432C1 |
Акустооптический анализатор спектра | 1990 |
|
SU1734036A2 |
АКУСТИЧЕСКИЙ АНАЛИЗАТОР СПЕКТРА | 1992 |
|
RU2046358C1 |
0Фиг 2
Даты
1972-01-01—Публикация