Измеритель сдвига фаз с ортоганальной обработки сигнала Советский патент 1980 года по МПК G01R25/00 

граторам 5, 6 и генератор медленно изменяющегося оипнала 9, связадный со входами леремножйтелей 5 :и 4..

Предлагаемьгй иЗМеритель СД:вига фаз работает следующим образам.

Входной сигнал U(t}, представляющий собой адитивБую смесь гармонического оигмала /7,„ sin () л по1мехи /„„ X X sin (о),1 + фп), сосредоточенлой по спектру, поступает на входы перемножителей 1 и 2. На вторые входы перемножителей подается опорный сигнал, причем на перемножитель 1 - непосредственно, т. е. Uo U,,:, sincuo,

а иа перемножитель 2 - через фазовращатель 7, т. е.

UQ . У/„„cosсоо

Сигналы с выходов перемножителей 1, 2 U(t)Uo, U(t)U(, поступают ,на входы дополнительных перемиожителей 3 и 4, на вторЫе входы .которых подается сигнал q(t) с генератора медленно изменяющегося сигнала 9. Далее снгиалы с выходов дополни.тельных перем.ножителей- и 4 UQ- U(t)q(t) и Uo-U(t)q(t) .поступают на интеграторы 5 И 6, сигналы Us и U с BBIXOIAOB интеграторов 5, 6 носле соответ1ст;вующих математических преобразований 1могут быть представлены в следующем Виде:

и,г,,-и„,

q(t}

sino dt

Us

т

4- q(f).(-t -L W)dt .

У : (q(t( -b

и.,

q(i}cos(9.,

где й (0п-соо;Т |ф„-;ф.

НаложЕМ на q(t) нормирующее условие т q(t)dt, которое алпаратурно реали-0

зуется очень просто путем соответствующего 1масшта1бирован:ия отсчета. С учетом этого условия получИм

- J 51пф + А5.

/

и, m.-U cosф- AC.

Слагаемые А5 и ЛС обусловлены воздействиам помех,и.

Результат измерения вычисляется в узле 8 по формуле

и

TH3M arctg-.

Погрещность измерения, обусловленная наличием сосредоточенной по спектру по мехи, Может -быть представлена в следующем виде:

АФ А; COS Ф+АС sin ф.

Рассчитаем значение погрешности для общего В1ида сигнала.

Для расчета воспользуемся спектральньгм методом. В соответствии с эти:м методоМ расчета погрещность можно представить следующим образом:

Аф - sinфG(й)cos (Й/+) +

+ cosфG (Q) sin (Q/ + 4)

ИЛИ после тригонометрнчерких преобразований

дф G(Q) sin (Q + ф-ЬЧ),

mo

где G(Q) - спектральная хара.ктерист1нка сигнала g(i), входящего ;в подинтегральные выражения.

Погрешность измерения зависит от вида медленно-изменяющейся функции q(t).

- Для сигнала q(t), изменяющегося по треугольно1му заколу в течение времени измерения Т, спектральная характеристика Имеет следующий -рид:

QT

s,n- - П(С) 1А

,J - 1О 027-о: та погрешность из(мерен1ия

16

д- --

sin-{.2r4)sin;Q7- -f со + ф-).

Um Т Максимальное значение погрещности

16

и.

Ч.«акс

Q-T и.

Эффективность .настоящего измерителя может быть оценена путем сравнения погрешности его и эдротогипа.

Погрешность прототипа

1

и„

QT

и,..

Сравнение последних двух.величин показывает, что предлагаемый измеритель

Дер имеет в а г- раз более высо.кую поме,

хюустойчивасть, чем прототип, .где QT „„

/7, -- /у /

16 T-

Следует заметить, что треугольная функция является цростейшей ;в реализации, но ле .наилучшей с точки зрения уменьшения ВЛИЯНИЯ номехи. Однако, ка.к иидно из примера, даже ее нрименевие позволяет значительно повьгсить помехоустойчивость измарителя.

Как ВИДНО гиз вышеоказанного, лредложенный измеритель сдвига фаз позволяет суш,е€твенно повысить памехоустойч;ивость измерения сдвига .фаз нри воздействии coop едоточеняых ло Слейру помех. Применение данного измерителя позволяет знаЧ|И.тельно улучшить характеристики систем, в KOTOipbix используются фазовые методы. В частности, в фазовых радионавигап,ионных системах использование данного измерителя приведет :к уведичевию дальности действия, обеспечению работоспособности в условиях воздействия больших естественHbix и искусственных помех.

Формула изобретения.

Измеритель сдвига фаз с ортогональной обработкой сигнала, сод.ержаш,ий фазо рап атель на 90°, два перемножителя, два входа одяого из которых ,и один вход второго связаны со входа ми И31мерителя непосредственно, а второй вход второго перемножителя - через фазовраш,атель на 90°, два интегратора и узел вычисления, входы iKOTOipo-ro подключены к выходам интеграторов, отличающийся тем, что, с целью повышения помехоустойчивости, он с,набжен генератором 1медленно-изменяюш;егося сигнала ,и двумя дополнительными перемножителями, причем выходы основных перемножителей и генерато-рл 1медл1енно-изменяющегося сигнала соединены со входа|Ми

дополнительных перемножителей, выходы которых соединены со входами интеграторов.

Источники инфо,р;мац ии, принятые во вни майие при экспертизе:

К Кушнир Ф. В. и др. Электрорадиоизмерение, «Энергия, 1975, с. 312.

2. Пестряков В. Б. Фазовые и радмотех- Л11ческие системы, «Сов. радио, М., 1968, с. 380 (прототип).