Измеритель сдвига фаз Советский патент 1981 года по МПК G01R25/00 

(5А) ИЗМЕРИТЕЛЬ СДВИГА ФАЗ

1

Изобретение относится к радиоизмерительной технике и может быть использовано при .измерении сдвига фаз между двумя гармоническими сигналами один из которых искажен шумами, а также гармоническими составляющими.

По основному авт.св. № 741186 известен измеритель сдвига фаз, содержащий стробоскопический и аналогоцифровой преобразователи, два перемножителя, два сумматора с регистрами, вычислительный блок, синхронизирующий блок, делитель частоты, дешифратор, постоянный запоминающий элемент и формирователь l .

Недостатком известного измерителя сдвига фаз является ограниченный Динамический диапазон сигнала по измерительному входу. Причина этого заключается в том, что в диапазоне амплитуд сигнала и,„е1Пи)Ъпорядка (1-50) &U(, , где &Ucni значение ступеньки - кванта АЦП, работоспособность устройства нарушается.

В известном измерителе сдвига фаз дешифратор, делитель частоты, формирователь и синхронизирующий блок выполняют функцию формирования импульсов, под возде ствием которых производятся отсчеты мгновенных значений входного сигнала. Поскольку формирование таких импульсов возможно различнь1ми путями, то целесообразно впредь объединить все эти блоки в один под названием синхронизирующий блок.

Цель изобретения - расширение динамического да1апазона входных сигналов по измерительному входу.

5

Поставленная цель достигается тем, что в измеритель сдвига фаз, содержащий стробоскопический и аналогоШ1ФРОВОЙ преобразователи, два перемножителя , два сумматора с регистра0ми, вычислительный и синхронизирующий блоки, постоянный запоминающий элемент, вводятся последовательно соединенные аналоговый коммутатор, цифроаналоговый преобразователь, регистр памяти,вычитающий блок и элемент И, причем аналоговый коммутатор подключен к аналого-цифровому преобразователю, выход которого соединен с регистром памяти и с вычитак)щим блоком а элемент И соединен с регистром памяти и синхронизирующим блоком. На чертеже приведена структурная схема измерителя сдвига фаз. Устройство содержит последовательно включенные стробоскопический преобразователь 1, аналоговый коммутатор 2, аналого-цифровой преобразователь 3, последовательно включенные цифроаналоговый преобразователь 4, регистр 5 памяти, вычитающий блок 6 и элемент И 7, последовательно включеннь1е перемножитель 8, сумматор с регистром 9 и вычислительный блок 10 Постоянный запоминающий элемент 11 соединен с синхронизирующим блоком 12, перемножителем 13 и сзтматором с регистром 14. Устройство работает следующим образом. На измерительные входы поступают напряжения с измеряемым фазовым сдвигом. Стробоскопический преобразовател 1 осуществляет квантование сигнала с входа по времени и запоминанию мгновенного значения сигнала в момент стробирования (квантования). Напряжение с выхода стробоскопического преобразователя носит ступенчато-синусоидальный вид. Напряжение каждой сту пеньки дискретизируется, т.е. превра щается в цифровой код аналого-цифровым преобразователем 3. Запуск строб преобразователя 1 и АЦП 3 oc raiecTвляется импульсами с вьпсода синхрони зирующего блока 12. Таким образом, н выходе АЦП 3 существует последовательность кодов, отображающих мгновенное значение входного сигнала. Устройство работает в два этапа. На первом э.тапе производят выбор максимального за период входного сиг нала значения кода А1Щ 3. В первом этапе аналоговый коммутатор 2 подклю чает к АЦП 3 опорное напряжение. , Поиск максимального значения кода соответствующего амплитуде входного сигнала, осуществляется узлами 5-7. В регистре 5 памяти хранится значени отсчета в предыдущей точке Вы читающий блок 6 осуществляет операцию анализ разности. Если --Х,;,УО , т.е. .,-, то на элемент И 7 подается разрешение и записывается а регистр 5 памяти. Если то в регистре сохраняется . Таким образом происходит выявление максимального кода за период. На этом Первый этап .заканчивается... Во втором этапе Хуу,, как и все X/i , преобразуется цифроаналоговым . преобразователем (ЦАП) в напряжение, примерно равное (J. Аналоговый коммутатор 2 подключает ЦАП 4 к АЦП 3. Это приводит к тому, что значение кванта ступеньки АЦП 3 изменяется таким образом, что амплитудное значение входного сигнала представляется теперь уже максимальным кодом во всем динамическом диапазоне. Во втором этапе работа узлов 6 и 7 блокируется, т.е. в регистре 5 памяти хранится до конца времени измерения , Аналоговый коммутатор 2 подключается к источнику опорного напряжения только на время первого этапа. Фазометр обеспечивает измерение фазовых сдвигов в соответствии с алгоритмомSX eihiuo t T-circtg , S X Co iuufi.t отсчеты мгновенных значений входного сигнала; - интервал квантования входного сигнала; N - количество отсчетов в одном из к периодов входного сигнала;UU- частота входного сигнала. В постоянном запоминаюп ем элементе 11 хранятся коды, соответствую1Щ1е значениям sill i и CO9icUfik-fe. В сумматоре с регистром 9 накапливается значение числителя X , а в сумматоре с регистром 14 - знаменателя V . Вычислительный блок 10 производит вычисление функции CtrCtg X/V и индикацию результата измерения. Введение перечисленных элементов обеспечивает предлагаемому устройству возможность работы в широком динамическом диапазоне входных сигналов по измерительному входу. Так, например, для 7-разрядного АЦП динамический диапазон расширяется примерно в 2 раза. Формула изобретения Измеритель сдвига фаз по авт.св. №741186, отличающийся тем, что, с целью расширения динамического диапазона входных сигналов, он снабжен последовательно соединенными аналоговым коммутатором, цифроаналоговым преобразователем,.регистром памяти, вычитающим блоком и элементом И, причем аналоговый коммута3 - 6 тор подключен к аналого-цифровому преобразователю, выход которого соединен с регистром памяти и с вычитающим блоком, а элемент И соединен с регистром памяти и с синхронизирующим блоком. Источники информации, принятые во вниманне при экспертизе 1. Авторское свидетельство СССР 741Ig6, 22.12.77.