Устройство измерения фазы Советский патент 1979 года по МПК G01R25/00 

1

Изобретение относится к системам радиоизмерительной техники, в частности к цифровым измерителям фазы.

Известно устройство измерения фазы, со., держащее блок свертки, блок гетеродинирования измеряемого сигнала, фазовый дискриминатор, блок иоиска и выделения «модулирующей и «несущей опорного сигнала, дискриминатор задержки, аналого-цифровой преобразователь грубой шкалы, счетчик грубой шкалы, сумматор регистровыходной информации 1.

Погрешность в измерении фазы, вносимая наличием аппаратурной задержки при реализации алгоритма точной шкалы в известном устройстве, не обеспечивает высокой точности при измерении нестационарной задержки (фазы), обусловленной частотным сдвигом между измеряемым и опорным сигналами.

Целью изобретения является повыогение точности измерения.

Это достигается тем, что устройство измерения фазы, содержащее блок свертки, один из входов которого соединен с первым входом дискриминатора задержки, а другой - с первым выходом блока поиска и первым входом первого блока гетеродинироваиия, выход его подсоединен к первому входу второго блока гетеродинирования.

вторые входы первого и второго блоков гетеродинирования соединены с генератором, а выходы их присоединены соответственно к первому и второму входам фазового дискриминатора, блок стыковки, один из входов которого через первый счетчик и АЦП соединен с выходом дискриминатора задержки, второй вход которого соединен со вторым выxoдo блока поиска, второй вход блока стыковки через вторые счетчик и АЦП соединен с выходом фазового дискриминатора, первый его выход через блок памяти соединен с одиим из входов сумматора, а второй - со вторым

входом сумматора, снабжено блоком измерения частоты, блоком иоправки и б током коррекции, причем один из входов блока ноиравки соединен через блок измерения частоты с выходом второго блока гетеродииироваиия, а другой его вход соединен с выходом блока поиска, выход иодсоедииеи к одному из входов блока коррекции, второй вход которого соединен с выходом второго счетчика, а выход подсоединен к

третьему входу сумматора.

Блок-схема устройства иродставлепа на чертеже.

Устройство измерения фазы содержит блок свертки, блок 2 гетеродииироваиия

измеряемого сигнала, блок 3 иоиска и выделения моДулирующёй) и «несущей опорного сигнала, блок 4 гетеродинирования опорного сигнала, генератор 5 пониженной частоты, Дискриминатор 6 задержки, аналого-цифровой преобразователь 7 грубой шкалы, счетчик 8 грубой шкалы, фазовый дискриминатор 9, блок 10 памяти, аналого-цифровой преобразователь 11 точной шкалы, счетчик 12 точной шкалы, блок 13 стыковки, сумматор 14, блок 15 измерения частоты, блок 16 поправки и блок 17 коррекции.

Устройство работает следуюшим образом.

Входной сигнал y2(t), являюшпйся опорным, проходя через блок 3, поступает на дискриминатор задержки 6 для формирования временного интервала, соответствуюшего разности фаз мод)лируюших составляюших опорного г/2 (О и измеряемого yi{t) сигналов. Кроме того, выходной сигнал блока 3 производит свертку по модулируюш,ей составляюш;ей измеряемого сигнала в блоке 1. Формирование сигналов точной шкалы производится путем переноса фазы несущих опорного и измеряемого сигналов блоками 4 и 2 на сигнал пониженной частоты генератора 5.

Р1змеиение разности фаз между сигналами yi{t) и 2(0 производится непрерывно по двум каналам (грубой и точной шкалы) в дискриминаторе б задержки и фазовом дискриминаторе 9 соответственно, результат задержки по модулируюшей с помощью преобразователя 7 грубой шкалы фиксируется в двоичном коде в счетчике 8, а фазовый сдвиг между несущими опорного и измеряемого сигналов в пределах их периода фиксируется в счетчике 12 точной шкалы также в двоичпом коде. Результаты измерений грубой и точной шкал согласуются в блоке 13 стыковки, где производится алгоритмическое раскрытие неоднозначности между дробной частью числа грубой шкалы и значением точной шкалы.

Фазовое положение сигнала от частотного смешения измеряемого сигнала осуществляют блоки 15 и 16. В блоке 15 вычисляется мгновенное значение частоты несушей измеряемого сигнала, а в блоке 16 поправки формируется оценка фазы от текущего значения частоты смещения сигнала за время вычисления (аппаратурной задержки)

результата измерения точной щкалы с учё том временной привязки к опорному сигналу. В блоке 17 коррекции формируется уточненное значение результата измерения

точной шкалы.

Действительное (текущее) значение фазы фо|)ми)уется в сумматоре 14, гДе вычисляется сумма из числа периодов иесущей, храняп;егося в блоке 10 памяти, результата стыковки грубой и точной шкал и скорректированного значения точной шкалы.

Формула изобретения

Устройство измерения фазы, содержащее блок свертки, один из входов которого соединен с нервым входом дискриминатора задержки, а другой - с первым выходом

блока поиска и первым входом первого блока гетеродинирования, выход его подсоединен к иервому входу второго блока гетеродинирования, вторые входы первого и второго блоков гетеродинирования соедийены с генератором, а выходы их присоединены соответетвенно к первому и второму входам фазового дискриминатора, блок стыковки, один из входов которого через первый счетчик и АЦП соединен с выходом дискриминатора задержки, второй вход которого соединен со вторым выходом блока поиска, второй вход блока стыковки через вторые счетчик и АЦП соединен с выходом фазового дискриминатора, первый

его выход через блок памяти соединен с одним из входов сумматора, а второй - со вторым входом сумматора, отличающееся тем, что, с целью повышения точноети, оно снабжено блоком измерения частоты, блоком поправки и блоком коррекции, причем один из входов блока поправки соединен через блок измерения частоты с выходом второго блока гетеродинироваиия, а другой его вход соединен с выходом блока поиска, выход подсоединен к одному из входов блока коррекции, второй вход которого соединен с выходом второго счетчика, а выход подсоединен к третьему входу еумматора.

Источники информации,

принятые во внимание при экспертизе 1. Авторское свидетельство СССР № 551571, кл. G 01R 25/00, 25.03.77.

Уг W

y,w

&