Способ измерения малых фазовых сдвигов гармонических сигналов Советский патент 1975 года по МПК G01R25/00 

и,dt - -- {costo j - cosoj;,;) -

(О vSincp , . ,. , ,

- - (зшш - sinojy.

условия равенства интервалов па участках интегрирования, а именно

i U,dt U,dt и U,dt

определим значения t и 4 соответственно: г4 - arccos (cos «4 + cos сог2 - cos o)/i),

и

Нarccos cos ф (cos + cos

- coso)/i)+ sin ф(sin со/з 4- sin (OJ2 - sin co/i).

Из анализа выражений для t и /s следует, что если на пределы интегрирования наложить следующие условия:

35

а) ю/ п., ( 2 3 2. то t н

принимают следующие значения:

t - arccosl 0;

9 1

/i arCCOS СОЗФ :

to

б) Ц),0, (0/., ™ и ш1

го i,i и /5 при имают следующие значения:

1 - --arccos( - l)(UЦ)

, 2ср7t

-- arccos COS(TC

J

т/ ,,,

(О

CU

Следовательно, выделяемый временной интервал т в обоих случаях принимает следующее значение:

.-,,-,.А.

Из выражения (3) следует, что т, равное разности между моментами времени t и t, нропориионально двойному фазовому сдвигу.

Относительная погрещность измерения фазового сдвига в этом случае определяется следующим равенством:

(При равноточных измерениях круговой частоты и врел енно1о интервала точность измерения фазового сдвига предлагаемым способом повышается в два раза по сравнению с известным.

Схема устройства для осуществления предлагаемого способа включает следующие элементы: ключи 1, 2 и 3, интеграторы 4 и 5, нуль-органы 6 и 7, схему «ИЛИ 8, задатчик времени 9, шины 10 и // входных сигналов, щину /2 импульса «Пуск и выходную шину 13.

В исходном состоянии ключи 1, 2 и 3 закрыты, интеграторы находятся в нулевом состоянии. При подаче импульса «Пуск по шине 12 задатчик времени 9 формирует временной интервал TI (см. фиг. 1), па который открываются ключи / и 2, причем начало временного интервала TI привязывается к положительному (отрицательному) полупериоду опорного сигнала UQ. В течение времени TI входные сигналы Ug и (/д- интегрируются интеграторами 4 и 5. На следующем отрицательном (положительном) полупериоде опорного сигнала в момент времени з (см. фиг. 1) задатчик времени открывает ключи 1, 2 и 3. Входные снова поступают па входы нптеграторов 4 н 5 до моментов времени, когда содержимое интеграторов становится равным нулю, что соответствует равенству интегральных значений функций на первом и втором участках интегрирования. Возвращение нптеграторов в нулевое состояние фиксируется пуль-оргапами 5 и 7, с выхода которых появляются импульсы, времеппой интервал меж;ду которыми пропорциопалеп двойному фазовому сдвигу между исследуемыми гармоническими сигналами. Выходные импульсы с нульоргана закрывают ключи /, 2 и 5 и поступают на выход через схему «ИЛИ 8. На этом работа устройства заканчивается.

Предмет изобретения

Способ измерения малых фазовых сдвигов гармонических сигналов, основанный па иптегрировапии каждого из исследуемых сигналов на двух временных интервалах с помощью задатчика времени, отличающийся тем, что, с целью повышения точности измерения малых фазовых сдвигов, выделяют временной интервал, пропорциональный двойному фазовому сдвигу, путем задания начала и конца первого интервала интегрирования соответст3тг

веяно равным л и -„ зт или О и -„-, а начало

интегрирования равным