СПОСОБ ВЫДЕЛЕНИЯ ВРЕМЕННОГО ИНТЕРВАЛА, Советский патент 1973 года по МПК G01R25/04 

1

Изобретение относится к области фазоизмерительной техники и может быть использовано при создании инфранизкочастотных фазометров и приборов для определения вращательных производных при аэродинамический измерениях.

Известные способы выделения временного интервала, .пропорционального фазовому сдвигу между двумя гармоническими сигналами, основанные на использовании пороговых элементов (нуль-органов, формирователей прямоугольных импульсов), не обеспечивают высокой точности из-за флуктуации моменгтов срабатывания пороговых элементов, обусловленных как воздействием помех, так И1 производных гармонических сигналов, зависящих от амплитуд.

Цель изобретения - уменьшение погрешностей в определении временного интервала, пропорциональнюго сдвигу фаз между двумя гармоническими сигналами, обусловленных наличием помех и изменением производных, зависящих от амплитуд, гармонических сигналов.

Это достигается исключением из схемы пороговых элементов и выделением временного интервала, пролорционального фазовому сдвигу на оснюве интегри1рования исследуемых сигналов в течение времени const, причем TI выбирается на одном из полупериодов исследуемых сигналов, разность интервалов хранится до следующего полупериода того же знака, в котором сигналы в момент времени /з вновь интегрируются, и результат сравнивается с предыдущим значением. В момент равенства интегралов формируется два импульса, временной сдвиг между которыми пропорционален фазовому сдвигу между исследуемыми сигналами. Пусть исследуемые гармонические сигналы имеют вид

F, , sin wt т F - FO sin (/ - cp) (1)

В результате их иитегрирования за время TI, получаем

«2

FjTj : F smwtd( -(cosm, - coscu/j).

F, (.J F,, sin (u, ) - X

20

X (coscDjfj-cos 0)2) (sinm -sincu/i). (2)

0)

Интегралы Л (т)4 и FZ(T:) за время Т2 и т.з соответственно будут

гF

FI (т) - FO, Sin шЫ( -(COS ., - COS со/).

30 P. (-3) „ Sin (ш - cp) Л X X (cos 0), - cos Mifs) - (зшш/, - sin ). Из условия равенства -fi(t2) и 2(Т2) ) можно ННЙТИ U И 5 /4 - arccos (cos ш4 + cos « - cos , ifj - -jarccos cos 9 (cos ш, + cos «4- Ш(U - COS Ш/,) -f Sin cp (sin 0), + sincBia - sin u)j. (4) Выражения для 4 и 4 не зависят от амплитуды исследуемых сигналов, и если принять условия для положительного полупериода .-л5,я №, -; ш/5 - тг; 0) -- Jоо для отрицательного полупериода 3117 CDjfj zr: -- т:; (s ™ (6) 2бо 4 +,, а Это свидетельствует о том, что TI, равное разности между моментами времени t и пропорционально фазовому сдвигу между исследуемыми гармоническими -сигналами. На чертеже локазава блок-схема устройства для осуществления способа. Схема содержит частотные датчики /, ключи 2 и 3, реверсивные счетчики 4 и 5, задатчик времени 6, схему «ИЛИ 7, выходную шину 8, входные шины 9 и 10 и шину импульса «Пуск 11. В исходном положении ключи 2 и 3 закрыты, а реверсивные счетчикн находятся в нулевых состояниях. Устройство работает следующим образом. С приходом импульса «Пуск по шине 11 задатчиК времени формирует временной ин1тервал Т, на который открываются ключи 2 и 3. Задатчик времени также осуществляет привязку сформированных времязадающих сигналов к положительному (отрицательному) полупериоду гармонического сигнала, поступаюш,его по шине 9. В течение ti счетчики 4 VI 5 работают иа сложение импульсов, постулающик на их входы с частотных датчи(3) ков /. Содержимое счетчиков пропорционально инггегральным значениям функций за время TI. На следующем положительном (отрицательном) лолупериоде исследуемых сигналов задатчик времени открывает ключи 2 и 3 в момент ia. Теперь счетчики 4 w. 5 работают на вычитание входных И мпульсов. В момент времени, когда содержимое счетчиков становится равным нулю, что соответствует равенству интегральных значений функций на первом и втором участках интегрирования, на выходах счетчиков появляются импульсы, временной сдвиг между которыми определяет фазовый сдвиг между исследуемыми сигналами. Таким образом, выделение временного интервала, пропорциопального фазовому сдвигу, осуществляется за два .периода исследуемых гармонических сигналов. Предмет изобретения Способ выделения временного интервала, пропорционального фазовому сдвигу между двумя гармоническими сигналами с помощью задатчика времени, отличающийся тем, что, с целью уменьшения погрешностей, обусловленных наличием помех и изменением производных, зависящих от амллитуд гармонических сигналов, w получения линейной 3;ависимости между временным интервалом и фазовым сдвигом, интегрируют значения каждого гармонического сигнала на двух временных участках с помощью . задатчика временных интервалов и интеграторов и определяют временнюй интервал путем выделения разности между моментами равенства И нтегральных значений каждого гармонического сигнала на двух участках интегрирования с помощью логических элементов, при этом начало и конец первого интервала инггегрирования я 5 принимают соответственно равными - и -т. для лоложительного полупериюда гармониче3ского сигнала и соответственно равными - И -я для отрицательного полупериода, а на6чало второго интервала интегрирования равным - для положительного полупериода и -я для отрицательного полупериода нссле6дуемых гармонических сигналов, причем времязадающие сигналы задатчика времени привязывают к положительному (отрицательному) полупериоду гармонического сигнала.