Анализатор относительных фазовых сдвигов Советский патент 1980 года по МПК G01R25/00 

Изобретение относится к измерительной технике и может быть использовано при измерении, статистических характеристик флуктуации фазы сигналов . Известен анализатор относительных фазовых сдвигов, используемый, при измерении статистических характеристик нерегулярной разности фаз/ который содержит генератор, линию задерж ки, фазовый детектор и индикатор 1 Недостатке данного устройства яв ляется малая точность измерения. Известентакже анализатор относительных фазовых сдвигов, содержащий две идентичные линии задержки, включенные последовательно и вьшолненные в виде регистра сдвига с двумя N ра ноо9тс я|цими друг от друга выходами, двасдвоенных переключателя, связанных с выходами регистра сдвига, двух тактный формирователь, смеситель час тот и блок сравнения 2. Недостатком устройства является низкая точность измерения. Цель изобретения - повыаение точности измерений. Указанная, цель достигается тем, что в анализатор относительных фазовых сдвигов, содержащий регистр сдви га, первый и второй управляющие входы каждой ячейки которого соединены соответственно с первым и вторвлм выходами двухтактного формирователя, а N и 2N выходы его через первый и второй сдвоенные переключатели соединены соответственно с одним из входов блока сравнения и смесителя, выход которого подсоединен к второму входу блока сравнения, а второй вход смесителя соединен с информационным входом регистра сдвига, введены генератор случайных чисел, эталонный гене- ратор и цифровой фазовращатель, управляел е входы цифрового фазовращателя соединеныс выходами генератора случайных чисел, а высокочастотные вход и выход фазовращателя присоединены соответственно к выходу эталонного генератора и входу двухтактного формирователя. На фиг. 1 представлена структурная схема анализатора относительных фазовых сдвигов; на-фиг. 2 - времен.ные диаграммы, поясняющие работу устройства. Анализатор относительных фазовых сдвигов содержит генератор 1 случайных чисел 1, эталонный генератор 2, цифровой фазовращатель 3, двухтактный формирователь 4, регистр 5 сдвига, смеситель 6 частот, блок 7 сравнения, первый и второй сдвоенные переключатели 8 и 9,

Анализатор работает следующим образом.

Двухтактный регистр 5 сдвига формирует опорное колебание (импульсы 2- на фиг. 2) путем задержки во времени сигнала (импульсы О/ на фиг. 2), поступающего на вход. На фиг. 2 им. .пульсы ff , В поясняют работу двухтактного формирователя 4. Причем тдктовые импульсы cf снимаются с первого выхода формирователя 4 и поступают на первые управляющие входы ячеек образующих регистр 5 сдвига. Тактов импульсы б снимаются со второго выхода формирователя 4 и поступают на вторые управляющие входы ячеек. Импульсы (f , -6 формируются из выходного сигнала фазовращателя 3, имеют частоту следования 2f и равномерный закон распред ениз моментов появления их на оси времеии. Импульсы О формируются из сигнала, поступающего на вход, и имеют частоту следования fJ.. Таким образом, каждый импульс О квантуется во времени 2 раза (т 2fQ, fc 2) сигналами со строго заданньм равнетлерным законом рас - пределения фаз. Использование равномерного закона распределения фазы тактовых импульсов даже при m 2 снижает погрешность регистра сдвига, при этом она не превышает значений

1,)(о-гО)Ч (г;7,

т. е. погрешность SPoCt) за счёт улучшенной работы регистра сдвига может быть уменьшена до нуля. Здесь Ч (С)пбгрешность регистра сдвига при работе -с тактовыми импульсами, у которых закон распределения фазы отличается рт равномерного.

Через переключатель 8 сигнал 2 задержанный на время NT, поступает в блок 7 сравнения, а сигнал с переключателя 9, задержанный на время 2NCJ подается на один из входов смесителя 6 частот. Последний сигнгш совместно с измеряемым преобразуется в смесителе б частот, в результате чего из продукта преобразования выделяется комбинационная составляющая с частотой, равной сумме частот и флуктуации фаз преобразуемых сигналов. Эта составлякяцая сигнала такж поступает в блок 7 сравнения. Напряжения, поступающие в блок 7 сравнения, уравниваются в нем по частоте, а затем сравнивсцотся по фазе, после чего на выходе блока 7 сравнения появляется результат измерения, пропорциональный разности фазовых флуктуации

ч Ct-NC)-4W}- 4(t-2 NC)-4lt-Nt:l - yi3:)

имеющих место в пределах интервалов времени 2NгГиЫС,

где 4(t) - флуктуации фазы входного сигнала анализатора;

4() - флуктуации фазы, задер5жанные на время NT;

l|(t-2КГ) - флуктуации фазы, задержанные на время 2ЫГ; Yofc ранее обозначенная по

грешность, вносимая

регистром сдвига с общим числом ячеек 2N.

Таким образом, создание равномерного закона распределения фаз сигна5ЛОВ, поступающих на управляющие входы регистра, позволяет до нуля уменьшить погрешность Чо(С) и тем самым повысить точность измерения относительных фазовых сдвигов.

0 .Использование новых элементов - генератора чисел, эталонного генератора и цифрового фазовращателя, отличает анализатор относительных сдвн-гов от известных, так как до нуля

5 уменьшается погрешность, обусловленная работой регистра сдвига. В результате чего повьшается точность измерения флуктуации фазы сигналов и расширяется область применения анализатора относительных фазовых сдвигов .

Формула изобретения

Анализатор относительных фазовых

5 сдвигов, содержащий регистр сдвига, первый.и-второй управляющие входы каждой ячейки которого соединены соответственно с первым и вторьм выходами двухтактного фо илирователя, а

0 N и 2N выходы его через первый и вторсй1 сдвоенные переключатели соединены соответственно с одним из входов блока сравнения и смесителя, выход которого подсоединен к второму входу

е блока сравнения, а второй вход смесителя соединен с информационным входом регистра сдвига, отличающийся тем, что, с целью повышения точности измерений, он снабжен генератором случайных чисел, эталонным генератоэом и цифровым фазовращателем, причем управляемые входы цифрового фазовращателя соединены с выходами генератора случайных чисел, а высокочастотные входы и выход фаэо5 вращателя присоединены соответственно к выходу эталонного генератора и входу двухтактного формирователя.

Источники информации, принятые во внимание при экспертизе

Q 1. Берштейн И, Л. Флуктуации амплитуды и фазы лампового генератора, .Известия АН СССР , серия физичес, кая, 1950, т. 14, 2, с. 145.

2. Авторское свидетельство СССР 436295, кл. G 01 R 25/00, 1973.

Фиг./

6

2

,2