Анализатор плотности распределения случайной фазы сигнала Советский патент 1980 года по МПК G01R25/00 

Изобретение относится к облас ти измерительной техники и может быть ис-. пользовано при разработке фазометров, измеряющих мгновенные значения фазовых сдвигов и статистические хар актеристики флуктуации фазы сигнала. Известно устройство для измерения плотности вероятности случайной фазы квазигармонического сигнала, которое содержит преобразователь частоты в напряжение систему фазовой автоподстройки частоты, формирователи коротких импульсов, регистр сдвига и устройство регистрадии 1. Недостатком данного устройства является то, что оно может измерять плотност распределения только в диапазоне О-ЗбО, а также отличается повьпыенной сложностью. Известно другое устройство, которое принято в количестве прототипа, и cofte| жит последовательно соединенные формирователь, электронный ключ и счетчик импульсов, связанный с дешифратором, который своими выходами подключен к первым раздельным входам триггеров, эталонный генератор, счетчик периодов опорного колебания и индикаторы лисла импульсов, к входам которых подключены выходы схем сравнения 23. Недостаток известного устройства заключается в том, что оно измеряет ординаты кривой плотности распределения топьдсо для положительных значений абцисс, так как период не может быть величиной отрицательной. Ординаты кривой плотности распределения для отрицательных значений айаисс остаются неизвестными и в случае симметричной кривой могут быть приравнены измеренным ординатам. Цель изобретения заключается в измерении несимметричной кривой плотности распределения и aBTtjMaTHsmitffl обработки результатов измерений. Указанная цель достигается тем, что в анализатор плотности распределения случайной фазы сигнала, содержащий поснедовател ьно соединенные,формирователь, электродный ключ, счетчик импульсов и 73 2( о fiaTopV ВЫХОДЫ которого, соединены ссответ ственно с первыми входами триггеров, эталонный генератор, выход которого подсоединен ко второму входу электронного ключа, счетчик периодов, соединенный со входом формирователя, выходы которого подсоединены ко второму и третьему входим электронного ключа, и индикаторы чис ла импульсов, входы которых соединены с вь1Хбдамй элементов совпадения, введены дискриминатор опережения, блок равления и трехвходовые элементы И, первые входы каждого из которых соединены с прймыми выходами соответствующе триггера вторые входы присоединены к одному из выходов блока управления, а третий вход каждого предыдущего элемента И соединен с инверсным входом последующего триггера, у Которых вторые входы подсоединены к другому выходу блока управления, своим входом соединенного с выходом формирователя, выход каждого трехвходового элемента И соединен с общим входом разбитых на пары элементов совпадения, причем свободньш входы всех четных элементов совпадения подсоединены к первому выходу, а свободные входы нечетных к второму )вь1ходу дискриминатора; опережения, входы которого соединены с входами формирователя, а выход счётчика периодов присоединен к третьему входу электронного ключа. На чертеже представлена структурная (Аёма анал атора плотности распределения случайной фазы сигнала. Анализатор плотности распределения случайной фазы сигнала содержит формирователь 1, блок 2 управления, электронный ключ 3, эталонный генератор 4, счет чик 5, импульсов; дещифратор 6, триггеры 7, трехвходовые элементы И 8, элементы 9 совпадения, дискриминатор 10 опережения, индикаторы 11 числа импульсов и счетчик 12 периодов опорного колебания. Работает устройство, следующим обраQQ При поступлении опорного U и исСледуемого Ц Сигналов на входы анализатора его принцип действия сводится к нижеследующему. На первом выходе дискриминатора 1О опережения возникает логическая единица (лог. ), если опорный сигнал опережает исследуемый. Она подготавливает к открытию все четные эпементы 9 совпадения. Формирователь 1 вырабатывае itmepBan времени, пропорционалы ный мгиовенному сдвигу фаз, достигающе2-д му , предположим, 12°, Этот интервал времени поступает в блок 2 управления, формирующий от его переднего фронта короткий импульс, подтверждающий иСходное состояние триггеров 7. Одновременно импульс с выхода формирователя 1 открывает электронный ключ 3, через который импульсы эталонного генератора 4 поступают в счетчик 5. После окончания импульса, пропорционального мгновенному сдвигу фаз, закрывается электронный ключ 3| прекращается работа счетчика 5 импульсов. Дешифратор 6 анализирует состояние счетчика 5 и посылает лог. на выход, соответствующий абциссам кривой плотности распределения в интер- . вале 10-20 . Эта лог. 1 воздействует на раздельный вход триггера 7, отвечаю.щего за интервалы фазовых сдвигов 1020 . Триггер опрокидывается в другое устойчивое состояние равновесия и логический нуль (лог. О) с его инверсного выхода закрывает трехвходовый элемент И 8, отвечающий за интервалы фазовых сдвигов 0-1О, а лог. с его прямого выхода подготавливает к открытию трех- входовый элемент И 8, отвечающий за интервалы фазовых сдвигов 10-20 . В это время блок 2 управления формирует короткий импульс, совпадающий с задним фронтом выходного сигнала формирователя 1, и через подготовленные к открытию трехвходовый элемент И 8 и связанный с ним четный элемент совпадения 9 посылает его в индикатор 11, регистрирующий ординаты кривой плотности распределения для положительныхабцисс в интер-. вале 10-20 . Во всех последующих пе риодах опорного колебания работа анализатора при измерении ординат кривой плотности распределения для любых значений положительных абаисс аналогична выщеописанной. Последовательность работы анализатоР изменится, если мгновенный фазовый сдвиг будет отрицательным. При этом лог. присутствует на втором выходе дискриминатора 10 опережения и подготавливает к открытию все нечетные элементы совпадения 9; Короткие импульсы блока управления 2, совпадающие с задним фронтом выходных сигналов формирователя L через подготовленные к открытию трехвходовые элементы И 8 и нечетные элементы совпадения 9 попадают в индикаторы 11, регистрирующие ординаты кривой плотности распределения для отрицательных абиксс и т.д. Таким образом, анали:1затор обеспечивает возможность измере ния ординат кривой плотности распределения как для положительных, так и для отрицательных значений абцисс.

Для автоматизации обработки результатов измерений в анализатор включен счетчик 12 периодов опорного колебания с наперед заданной емкостью в виде 10 и равной, например, 10. Как только будет проанализировано 1ООООО периодов опорного колебания, на выходе счетчика 12 появляется лоГ. О и закрывает электронный ключ 3. Работа анализатора прекращается. Для определения ординат кривой плотности распределения необходимо показания индикаторов 11 числа импульсов делить на емкость счетчика 12. Однако процесс деления можно вьшолнить автоматически, если заранее установить и с помощью счетчика 12 поддерживать постоянно на одном месте запятую в индикаторах 11 числа импульсов. Тогда показания индикаторов 11 будут непосредстгвенно соответствовать ординатам кривой плотности распределения как для положи- тельных, так и для отрицательных значений абцисс.

Применение настоящего изобретения позволяет .измерять законы как с симметриной, так и с несимметричной кривой плот ности распределения случайной фазы сигнала. Кроме того, анализатор позволяет повысить производительйость труда за счет автоматизации обработки результатов измерений.

Формула изобретения

Анализатор плотности распределения случайной фазы сигнала, содержащий последовательно соединенные формирователь электронный ключ, счетчик импульсов и

дешифратор, выходы которого соединены соответственно с первыми входами триггеров, эталонный генератор, выход которого подсоединен ко второму входу электронного ключа, счетчик перитэдов, соединенный со входом формирователя, выходы которого подсоединены ко второму и третьему входам электронного ключа, и индикаторы числа импульсов, входы которых соединены с выходами элементов совпадения, о т пичающийся тем, что, с целью измерения несимметричной кривой плотности распределения и автоматизации обработки результатов измерений, он снабжен дискриминатором опережения, блоком управлений и трехвходовыми элементами И, первые-входы каждого из которцх соединены с первыми вьосодамИ соответствующего триггера, вторые входы присоединены к одному из выходов блока управления а третий вход каждого предыдущего элемента И соединен с инверсным выходом последующего триггера, у которых вторые выходы цодсоедине1а 1 к другому выходу блока управления, своим входом соединенного с выходом формирователя, выход каждого трехвходового элемента И соединен с общим входом разбитых на пары элементов соШаД нйя причём свободные входы всех четных элементов совпадения подсоединены к первому выходу, а свободные входы всех нечетных - к второму выходу дискриминатора опережения, выходы которого соединены с входами формирователя, а вЬ1хЬД сч етчйТкЖ перТГб Ш Т1риЪоёдййей - к третьему входу электронного ключа.

Источники информации, принятые во внимание при экспертизе

1.Авторское свидетельство СССР

Н 346685, кл. G 01 R 25/О4, 1971.

2.Авторское свидетельство СССР № 437985, кл. G О1 R 29/О2, 1973.