ЦИФРОВОЕ УСТРОЙСТВО ДЛЯ ОПТИМАЛЬНОГО ИЗМЕРЕНИЯ ФАЗЫ СИГНАЛА Советский патент 1974 года по МПК G01R25/08 

1

Изобретение касается радиоиэмерительной техники и может быть иапользовано в радио.(пеленгации, радиолокация ради о астрономии и др.

Известно цифровое устройство олтимального измерения фазы сигнала, содержащее .множительное устройство, интеграторы, определитель отношения, тригонометрический преобразователь, генератор опорного налряжения и фазовращатель .на 90°. При этом генератор опорного напряжения должен генерировать сигнал, точно совпадающий с ож.идаемьгм входньим сигнало.м. Отклонение закона амплитудной или фазовой модуляции, частоты или начальной фазы опорного сигнала влемет за собой ощи|б.ки Из.ме(ре«ия фазы. Црл аналоговом выполнении невозможно получить опорный сигнал со строго заданны.ми параметрами. Это о,бъясняется тем, что, Ввиду неиз|бежного производственного разброса пара1метро,в элементо1в схемы и ухода этих па.раметров ПО.Д 1влиян.ием окружающей среды, происходит разброс выходных параметров . с.хемы. Фазовращатель .на 90° при аналоговом вы|пол.нении тоже невозможно осуществить с /высОКой степенью точности. Отк„тонение фазового сдвига от 90° также связано с ошябка;ми измарени.я фазы.

Для повышения точности измерения фазы сигнала предлагаемое устройство снабжено

преобразователечм напряжения в цифровой код, вход которого подключен к выхода м полосового |ф.ильтра, а вы,ход соединен с дву.мя входа.ми м.ножительного устройства; генератором дискретных аргументов, тригонометрически.м преобразователем sin ф, тригонометрическим преобразователем cos ф, генератоpoiM дискретных амплитуд, причем выход генератора дискретных аргументов соединен с ВХОДО.М тригонометрических преобразователей sin ф и cos ф; тригонометрический преобразователь sin ф подключен непосредственно, а тригонометрический преобразователь cos ф- через линию задержки.

На чертеже изображена блок-схема предлагаемого устройства.

Оно состоит из ПОЛОСОВОГО фильтра /, преобразователя 2 напряжения в код, генератора дискретных аргументов 5, тригонометрических преобразователей sin ф и .cos ф 4 и 5 линий задержки 6, генератора дискретных амплитуд 7, множительного устройства 8 накапливающего сумматора 9, устройства определения отно1шения 10 и тр.и1гоно,метрического преобразователя arctg 11.

Входной сигн-ал

v(t V(t) + (p(0 + Фо,

30

где фо - подлежащая измерению начальная

фаза, .пропуская через полосовой фильтр /, кодирзет с помощью аналого-цифрового преоб)разавателя 2 в Дискретные моменты времени / K.hi с интервалом А/, здовлетворяющим по теореме Котелышкова условию

1

t,

2 Д/

где А/- - полоса пролуокания полосового фильтра.

Для каждого /С-го момента |Кодирование входного сигнала в генераторе дискретных аргзчгентов 3 формируется значение аргумента

coKAt + ф /СА,

где 0) - ожидаемое значение частоты сигнала; ф/СА - .ожидае/МОе значение фазы сигнала, обусловленное эаконо м его фазовой модуляции в .момент /СА. В тригонометр.ичеоком преобразователе 4 фо1р.ми|руется функция sin {со/СА + Ф /СА и, пе,рем:ножаясь в -множительном устройстве 8 с значением кода К-ой выборки сигнала N{K, а та-кже со значением ожидаемой в М.амент /СА амплитуды сигнала , формируемой в генераторе дискретных аздплитуд 7, ,на выходе ашожительного устройства образуется величина

sin {со/СА + ф1/СА/ ;

После выдачи ан ачения в накапливающий сумматор 9 в множительном устройстве .вычисляется величина

2 M/CA XV /CA/lX sin {( +

посредством умнол ения задержавного в линии задержки 6 хода М/С амплитуды Vf/CA и задержанного в линии задержки 6 значения cos { со/СА + (

Время заде.ржки линий определяется Bipe.менем, необходимым для осуществления операций умножения.

На выходе нака,пли;вающего сумматора образуется значение двух .сумм:

Л 1 Л

к

Количество слагаемых т в каждой cyMiMC определяется инте,р1ва1лам 1коди:.рован;ия А и длительностью сигнала. С выхода накаллявающего сумматора 9 величины Л и В подаются на вход определителя отнощения 10, где

77

формируется отнощение -д- tgcpo. Окончательно значение измеряемой фазы форм.ируется в тригонометрическом преобразователе arctg 11, .на вход которого лодается значеБ

ние отн.ощения - .

л х

Моделирование на ЦВМ работы устройства .показывает, что его характе ристики зависят lOT (разрядности кодов вьИборки оишнала, тригонО|Метричес1Ких фуикций и ожидаемого значения а.мплитуды сигнала я могут быть достигнуты лрактичеоки с любой степенью точности.

Предмет изобретения

Цифровое устройство для оптимального -измерения фазы сигнала, содержащее .множительное устройство, связанное через последовательно включенные интегратор и определитель отнощения с тригонометрическим nipeo6разователем, отличающееся тем, что, с целью повыщения ТОЧ.НОСТИ измерения, оно снабжено преобразователем напряжеиня в цифровой код, ВХО.Д которого (подключ-ен к выходу полосового фильтра, а выход соединен с двумя входами (Множительного устройства, причем с одни.м входом - непосредственно, а с другим-через линию задержки; генератором дискретных аргументов, тр1ито.нометр.ическим пре0 Образователем sin ф, тригонометрическим преобразо1В1ателбм cos ф, генератором дискрет.ных амнлнтуд, причем (Выход генератора дискретных аргументов соединен со 1входом тригонометр,И|Ческих преобразователей sin ф и

cos ф, выходы которых подключены к т)ретьему и четвертому входам .множительного устройства, триронометр.ический преобразователь sin ф подключен ленасредственно, а тригонометричеоккй преобразователь cos ф - через

0 лин.ию задержки; выхо.д генератора дискретных а|М;плитуа соединен с пятым входам множительного уст-ройства.

,