Спосб измерения фазового сдвига инфранизкочастотных сигналов Советский патент 1975 года по МПК G01R25/00 

1

Изобретение относится к информационноизмерительной технике и может быть использовано, например, в гидролокационных приемниках, в медицинской радиоэлектронной аппаратуре, в сейсмической аппаратуре и аппаратуре для исследования резонансных колебаний сооружений.

Известен способ измерения фазового сдвига инфранизкочастотных (ИНЧ) сигналов основанный на сиюс1)онной выборке пар

мгновенных знамений входных сигналов через равные промежутки времени с последуюиюй функциональной обработкой выборок, заключающейся в возведении их в квадрат, суммировании результата в течение периода, перемножении суммы квадратов мгновенных значений, извлечении из этого произведения квадратного корня, на который делят сумму нроизведений мгновенных значений входных сит-налов, и по результату последней онера,ции судят о значении искомой величины.

Недостатком известного способа являетс:я значительная методическая погрешность, связанная с приближе1пшстью выполнения математических операций, а также недостаточное быстродействие из-за наличия таких операций, как возведение выборок в квадраг извлечение квадратного корня, деление. При этом время измерения при реализации известного способа превышает период ИНЧ си1 налов.

Целью изобретения является повышение точности и умеЕ1ьшение времени измерения.

Эта цель достигается тем, что выборки из ИНЧ сигналов формируются сдвинутыми одна относительно другой на полпериода напряжения высокой частоты дискретизации, из полученной последовательности выборок выделяется высокочастотная составляющая, которая после усиления и ограничения (для того, чтобы исключить погрешность от неравенства амплитуд входных сишшлоь) перемножается с напряжением частоты дискретизации, смещенной по частоте на значение частоты и фазы одного из ИНЧ сигналов. Фазовый сдвиг определяется по величине постоянной составляющей, которая выделяется после перемножения указанных выпк; двух сигналов. Данный способ требует меньшего количества преобразовательных операций, при этом время измерения фазового сдвига не превышает периода ИНЧ сигналов. На чертеже приведена блок-схема устройства, реализующего данный способ. Первый и второй входы автоматического .переключателя 1 подключены к датчикам ИНЧ сигналов, выход переключателя соединен с входом фильтра 2, выход которого подключен к входу усилителя-ограничителя Один из входов синхронного детектора 4 подключен к выходу усилителя-ограничитепя 3, а другой - к выходу устройства 5 сдвига частоты, имеющего два входа, один из которых соединен с датчиком ИНЧ сигнала, а другой - со вторым выходом генератора 6 частоты дискретизации. Первый выход генератора 6 подключен к управляю щему входу автоматического переключател Оконечный каскад состоит из фильтра 7 постоянного тока, вход которого соединен выходом синхронного детектора 4, а выход с отсчетным устройством 8. С помощью автоматического переключателя 1 периодически берут выборки то из одного, то из другого ИНЧ сигналов. Из последовательности выборок с помощью фильтра 2 выделяют высокочастотную составляющую, которую подают на уси литель-ограничитель 3,а затем перемножают ее с помощью синхронного детектора 4 с напряжением частоты дискретизации, смещенной по частоте на значение частоту и фазы одного из ИНЧ сигналов. Это напряжение формируется с помощью устройства 5 сдвига частоты. По величине постоянной составляющей, фиксируемой выходным отсчетным устройством 8, судят о значении измеряемого фазового сдвига. Предмет изобретения Способ измерения фазового сдвига инфранизкочастотных сигналов, основанный на дискретизации входных сигналов с последующей функциональной обработкой полученных выборок, отличающий Ся тем, что, с целью повыщения точности и уменьшения времени измерения, выборки из инфранизкочастотных сигналов формируют сдвинутыми одна относительно другой на полпериода напряжения частоты дискретизации, из полученной последовательности выборок выделяют высокочастотную составляющую, которую усиливают и ограничивают, перемножают С напряжением частоты дискретизации, смещенной по частоте на значение частоты и фазы одного из инфра- низкочастотных сигналов, и по величине постоянной составляющей судят о значении фазового сдвига.