Устройство для измерения относи-ТЕльНыХ ВРЕМЕННыХ СдВигОВ Советский патент 1981 года по МПК G01R25/00 

(54) УСТРОЙСТВО ДЛЯ ИЗМЕРЕНИЯ ОТНОСИТЕЛЬНЫХ ВРЕМЕННЫХ СДВИГОВ

дом канала восстановления,выход первого одностабильного мультивибратора соединен с входом третьего одностабильного мультивибратора,выход которого соединен с второй схемой совпадения,выход которой соединен с входом сумматора интегратора,а выход второго одностабильного мультивибратора - с вторым входом первой схемы совпадения l .

Недостаток фазометра - относительно низкая точность и помехоэгццищенность,а также возможность измерения фазового сдвига только на одной известной заранее час;тоте,.т .е. ограниченный и.неизменный частотный диапазон.

Известен корреляционный измерител фазовых сдвигов,содержащий первый и второй входные блоки,блок умножения и блок регистрации,вход которого соединен с выходом блока умножения,входы которого.соединены с выходами входных блоков,входы которого соединены с входами устройства ,2 ,

Однако в этом устройстве ограниченый диапазон измеряемых относительных временных сдвигов (0-180 ). Кроме того,устройство имеет сравнительно низкую точность при измерении относительных временных сдвигов сигналов, отличающихся по форме от гармонических.

Цель изобретения - расширение диапазона измерения.

Поставленная цель достигается тем что устройство для измерения относительных временных сдвигов,содержащее первый и второй входные бл9ки,блок умножения и блок регистрации,снабжено первым и вторым процессорами быстрого преобразования Фурье,дополнител ным блоком умножения,блоком формирования сопряженного числа,первым и вторым процессорами обратного быстрого преобраз вания Фурье,первым и вторым блоками поиска максимума,блоком деления и генератором тактовых импульсов,причем выход генератора тактовых импульсов соединен с тактовыми входами первого и второго блоков поиска максимума, nepBOi o и второго процессоров быстрого преобразования Фурье,первого и второго процессоров обратного быстрого преобразования Фурье,блока умножения и доЯолнительного блока умножения,информационный выход и управляющий вход первого и второго входных блоков соединены соответственно с информационным входом и управляющим выходом первого и второго процессоров быстрого преобразования Фурье,первый и второй выходы которых соединены соответственно с первым и вторым информационными входами блока умножения и первым и вторым информационными входами дополнительного блока умножения и блока формирования соп-.

ряженного числа,первый и второй выходы которого соединены с третьим и четвертым информаЦионньлми входами соответственно блока умножения и дополнительного блока умножения,выходы которых соединены соответственно с информационными входами первого и второго процессоров обратного быстрого преобразования Фурье,выходы которых соединены соответственно с информационными входами первого и второго блоков поиска максимума,выходы которых соединены с первым и вторым входами блока деления,выход которого соединен с входом блока регистрации.

На фиг.1 изображена структурная схема устройства для относительных временных сдвигов; на фиг. 2 - гфимер исследуемых сигналов; на фиг.З - примеры автокорреляционной и взаимнокррреляционной функций, соответствующих исследуемым сигналам.

Устройство содержит первый и второй входные блоки 1 и 2,первый и второй процессоры 3 и 4 быстрого преобразования Фурье,первый и второй процессоры 5 и 6 обратного быстрого преобразования Фурье,первый и второй блки 7 и 8 поиска максимума,блок 9 деления, блок 10 регистрации., генератор 11 тактовых импульсов,блок 12 формирования сопряженного числа,блок 13 умножения и дополнительный блок 14 умножения.

Устройство работает следующим образом.

Входные сигналы X и Y (фиг.2) подаются на информационные входы соответственно первого и второго входных блоков 1 и 2 которые обеспечивают получение выборок и Y входных сигналов по сигналам,поступающим на их упрг;вляющие входы с управляющих выходовсоответственно первого и второго процессоров 3 и 4 быстрого преобразования Фурье. Получаемые выборки У во входных блссках 1 и 2 преобразуются: в цифровую форму и в этом виде поступают на выходы соот ветственно входных блоков 1 и 2. Отсюда выборки исследуемыхСигналов поступают на информационные входы соответственно первого и второго процессоров 3 и 4 быстрого преобразования Фурье,которые обеспечивают получение на своих выходах коэффициентов Фурье,соответствующим спектральным разложениям исследуемых си1-налов X и Y,причем эти коэффициенты являются комплексны5-.и в общем случае и поступают на информационные выходы исследовательно,в реальном масштабе времени для реализации поступившей на входы процессоров до начала.реализации, выборки которой вводятся в процессоры быстрого преобразования Фурь в настоящий момент времени. Коэффициенты Фурье,характеризующие сигнал

Y,поступают на входы блока 12 формирования сопряженного числа,который обеспечивает формирование на своем выходе коэффициента,сопряженного коэ1фициенту,поданному на вход. Полученные сопряженные коэффициенты сигнала Y поступают на информационные входы блока 13 умножения и дополнительного блока 14 умножения,которые обеспечивают умножение этого коэффициента на соответствующий коэф фициент Фурье сигнала X и соответствующий коэффициент Фурье сигнала Y. йа выходах блока 13 умножения и дополнительного блока 14 умножения формируются коды,соответствующие проиэведениям,которые подаются на ин формационные входы соответственно первого и второго процессоров 5 и 6 обратного быстрого преобразования Фурье,на выходах которых получаются последовательно,в реальном масштабе времени оценки,соответственно взаимно-корреляционной и авто-корреляционной функций,соответствующие последовательно воэростающим величинам задержек. Первый блок 7 поиска максимума обеспечивает поиск для данной реалиэации величины задержки,соответствующей глобальному максимуму взаимнокорреляционной функции,подаваемой на вход этого блока,второй блок 8 поиска максимума обеспечивает поиск величины задержки,соответствующей положению второго максимума (первый максимум при величине задержки,равной нулю),что дает оценку периода исследуемого сигнсша Y;(предполага-. ется,что оба исследуемых процесса взаимосвязаны и имеют одинаковые характеристики по периоду). На выходе первого блока поиска максимума формируется код С , соответствующий временному сдвигу сигналов X и Y (фиг. 3),цифровые коды с выходов первого и второго блоков 7 и 8 поиска максимума подаются на входы блока 9 деления, который обеспечивает формирование цифрового кода,соответствующего частному от деления кода с выхода nepBOiro блока 7 поиска максимума на код с выхода второго блока 8 поиска максимума. Полученное частное с информационного выхода блока 9 деления подается на вход блока 10 регистраци который обеспечивает регистрацию получаег ой оценки относительного временого сдвига соответствующей оценке фазового сдвига сигналов,в требуемых единицах измерения.

Предлагаемое устройство обеспечивает проведение исследования сигналов с меняющимися частотами и фазовыми сдвигами,превышающими 360°,так как максимальная величина измеряемог фазового сдвига определяется только длительностью рассматриваемой реализации. Кроме того,устройство обладает более широкими функциональными возможностями (дает возможность одновременно получать частотные разложения исследуемых сигналов,а также их авто- и взаимнот корреляционных функций).

Формула изобретения

Устройство для измерения относительных временных сдвигов,содержащее первый и второй входные блоки,блок умножения и блок регистрации, отличающееся тем,что,с целью расширения диапазона измерения,оно снабжено первым и вторым процессореми быстрого преобразования Фурье,дополнительным блоком умножения,блоком формирования сопряженного числа, первым и вторым процессорами обратного быстрого преобразования Фурье, первым и вторым блоками поиска максимума, блоком деления и генератором тактовых импульсов,причем выход генератора тактовых импульсов соединен с тактовыми входами первого и второго блоков поиска максимума,первого и второго- процессоров быстрого преобразования Фурье,первого и второго процессоров обратного быстрого преобразования Фурье,блока умножения и дополнительного блока умножения, информационный выход и управляющий вход первого и второго входных блоков соединены соответственно с информацией ным входом и управляющим выходом первого и второго процессоров быстрого преобразования Фурье,первый и второй выходаа которых соединены соответствено с первым и вторым информационными входами блока умножения и первым и вторым информационными входами дополнительного блока умножения и блока формирования сопряженного числа,первый и второй выходы которого соединены с третьим и четвертым информационными входами соответственно блока умножения и дополнительного блока умножения,выходы которых соединены о соответственно с информационными входами первого и второго процессоров обратного быстрого преобразования Фурье,выходы которых соединены соответственно с информационными входами первого и. второго блоков поиска максимума, выходы которых соединены с первым и вторым входами блока деления выход которого соединен с входом блока регистрации.

Источники информации, принятые во внимание при экспертизе

1. Review Of Scientific Onstrutnenis

1957, 28, 9, с. 713-717, рис. 3.

. Фазоизмерительные системы и устройства , Томск, Изд. Томского университета, 1974, с. 101.