Способ измерения сдвига фаз Советский патент 1981 года по МПК G01R25/00 

(54) СПОСОБ ИЗМЕРЕНИЯ СДВИГА ФАЗ

Изобретение относится к радиоизмеренням и может найти применение .в светодальномерах. Известен способ измерения сдвига фаз при помощи цифровых или импульсных фазометров, в котором подают импульсы от заданнцего генератора и подсчитывают их количество, пропорциональное измеряемому сдвигу фаз, и с целью повышения точности измерения и расширения частотного диапазона фазометров частоту задающего генератора модулируют низкой частотой U1Недостатком этого способа является сниже1ше точности измерения при увеличении частоты сигналов ввиду того, что уменьшается количество импул сов, укладывающихся во бременной про межуток, пропорциональный сдвигу фаз Наиболее близким по технической сущности к предлагаемому является способ,в. котором с целью расширения частотного диапазон и уменьшения по грешности предварительно понижают ге теродинным методом высокугр частоту сигналов в более низкую с сохранением фазового сдвига меэвду сигналами, фильтруют полученные сигналы, ограничивают их по амплитуде и определяют фазовый сдвиг путем подсчета импульсов, сгруппированных в пачки, длительность которых пропорциональна фазовому сдвигу. В этом способе устранено ограничение частотного диапазона путем гетеродинного преобразования частот входных сигналов в более низкие с сохранением фазового сдвига между входными сигналами. Для увеличения точности измерения в условиях шумов и помех обычно усредняют показания за определенный временной цикл, причем точность показания определяется числом усреднений, чем их больше, тем точность измерений вьппе. С другой стороны, повышение точности измерений ведет к увеличению временного цикла 12. 3 Недостатком известного способа является наличие помимо основной погрешности, обусловленной шумам н помехами, дополнительной погрешности измерения,.обусловленной наличием ограничения сигналов. Снижение указанной погрешности достигается при значительном понижении частоты сигналов перед их ограничением по амплитуде. Однако уменьшение частоты сигналов приводит к уменьшению количества периодов, по которым усредняется разность фаз,, что влечет увеличение погрешности. Цель изобретения - повьш1ение точности измерения. Указанная цель достигается тем, что в способ измерения сдвига фаз, путем гетеродинного понижения частоты входных сигналов,.ограничения их по амплитуде, определения фазового сдвига между этими сигналами с усред нением показаний за временной цикл измерения, из ограниченных по амшшtyдe сигналов посредством фильтрации выделяют первые гармоники этих сигна лов, преобразуют их гетеродинным методом в сигналы высокой частоты и от фильтровывают до определения фазовог сдвига. На чертеже приведена блок-схема устройства для реализации предлагаем го способа. Устройство состоит из первого гет родина I, двух каналов, состоящих из последовательно соединенных первых преобразователей 2,,первых фильтров 3, ограничителей А, вторых фильт ров 5, вторых преобразователей 6 и третьих фильтров 8; второго гетероди на 7, общего для обоих каналов, подключенного выходами к входам вторых преобразователей 6, фазометра 9, к к торому подключен генератор 10 счетны импульсов. Понижение.частоты сигналов перед ограничением их по амплитуде осуществляется с помощью общего гетеродина I, преобразователей 2 и фильтров 3 в каждом канале фазометра. После ограничения сигналов по амплитуде ограничителем 4 производится фильтрация первых гармоник сигналов фильтром 5 и последующее повьш1ение частоты посредством гетеродинирования с помощью преобразователей 6 и гетеродина 7. Выходные сигналы преобразователей фильтруются фильтром 8, а затем поступают на цифровой фазометр 9, на который подаются счетные импульсы от генератора 10. Использование предлагаемого способа позволяет уменьшить погрешность измерения при достаточной простоте устройств# реализующих предлагаемый способ. Формула изобретения Способ измерения сдвига фаз путем гетеродинного понижения частоты входных сигналов, ограничения их по амплитуде, определения фазового сдвига между этими сигналами с усреднением показаний за временной цикл измерения, отличающийся тем, что, с целью повьш1ения точности измерения, из ограниченных по амплитуде сигналов посредством фильтрации выделяют первые гармоники этих сигналов, преобразуют их гетеродинным методом в сигналы высокой частоты и отфильтровывают до определения фазового сдвига. Источники информации. Принятые во внимание при экспертизе 1. Авторское свидетельство СССР 132333, кл. G 01 R 25/00, 1960. . 2. Смирнов П.Т. Цифровые фазометры. Л., Энергия, 1974, с. 43.