Способ измерения изменений сдвига фаз прерывистых синусоидальных сигналов Советский патент 1982 года по МПК G01R25/00 

(54) СПОСОБ ИЗМЕРЕНИЯ ИЗМЕНЕНИЙ СДВИГА ФАЗ ПРЕРЫВИСТЫХ СИНУСОИДАЛЬНЫХ СИГНАЛОВ

Изобретение относится к фазоизмери- тельной технике и может быть испопьэо вано при создании фазометров прерывист тых синусоидальных сигналов, в широк л .диапазоне частот. . Известен способ, составляющий основу принципа действия радиочастот в обг ласть низких частот путем двухканапьных амплитудно-фазовой дискриминации измеряемых радиоимпульсов с созданием 90 фазового сдвига.в из каналов-с поспедуюшим возбуждением полученными видеоимпульсами контуров ударного вбзбуждени я, суммирование выходных напряжет НИИ которых в необходимых фазовых соотношениях, т.е. созданием допоянитепьного 90° фазового сдвига в одном из низкс .частотных каналов перед суммированием, позволяет производить измерение сдвига фаеы относительно опорного ннзкочасто ного напряжения, получаемого также ударным возбуждением низкочастотного контура путем подачи видеоимпульса, являющб- гося результатом амплитудного детектирования опорного радиоимпульсаС- Х Недостатком этого способа является принципиальная необходимость создания двух каналов преобразования с коэффициентами преобразования, требующая идентичности . характеристик двух фазовых детекторов, двух контуров ударного возбуждения, двух фазовращателей, обеспечивающих 90° фазовый сдвиг на радиочастоте и на низкой частоте. Невозможность поддержания стабильных коэффициентов преобразования при воздействии дестабипизнрукших факторов (нестабильность частоты колебаний 3-х контуров ударн го возбуждения, нестабильность 90° фазового сдвига в канале со5(),а также неустойчивая работа контура ударного возбуждения при малых близких к нупю) уровнях возбуждающих импульсов, соответствдпопшх значению замеряемой, разности фаз. tp, не позволяют обеспечить высокой точности измерений. 39 Наибопее близким к предлагаемому я ляется способ, составляющий основу при ципа действия этого фазометра, заключа ется в измерении изменений постоянной составляющей выходного сигнала триггерного измеритетю разности фаз непрерывных сигналов с помощью -интегрирующей RC-цепи с переменными параметра ми и индикатора 2. Однако, так как для регистрации изменения сдвига фаз между прерывистыми синусоидальными сигналами используется постоянная составляющая импульсного процесса, являющегося выходным напряжением триггерного измерителя разности фаз непрерывных сигналов, точность измерения малых изменений сдвига фаз оп ределяется нестабильностью амплитуды, частоты повторения и длительности импульсов измерительного триггера. Изменения амплитудь, частоты повторения и длительности под действием дестабипи- зирукацих факторов вызывают изменения уровня постоянной составЛ5нощей, которые невозможно разделить от информационны изменений постоянной составляющей вслед ствие изменений измеряемого фазового сдвига, что вызывает существенную погрешность измерений. Цель изобретения - повышение точности и расширение диапазона измерений Поставленная цель достигается тем, что в способе, закпючакшемся в фс мировании прерывистых последовательностей прямоугольных импульсов, временной сдвиг между которыми пропорционален измеряемому сдвигу фаз, преобразования этих последовательностей в прерывистую последовательность импульсов с дгштепьностью, пропорциональной измеряемому сдвигу фаз, достигается благодаря выделению постоянной составляющей. Прерывистые последовательности прямоугольных импульсов, временной сдвиг между которыми пропорционален сдвигу фаз, пре образованию в суперпозицию прерывистых последовательностей прямоугольных импульсов, выделению гормоники с частотой, равной несущей частоте, которую после точного выпрямления используют для изменения фазы гармоники, выделенной из входной прерывистой последовательности импульсов, а затем измеряют величину угла сдвига фаз между данной гармоникой и выделенной из опорной прерывистой последоватегаьности импульсов. 2 На фиг. 1 показана блок-схема, реализующая предлагаемый способ; на фиг. 2 - временные диаграммы. Блок-схема содержит формирователи 1 и 2, преобразующие в прерывистые последовательности прямоугольных импульсов прерывистые синусоидальные сигналы, изменения сдвига фаз между которыми подлежат измерению; линейный смеситель 3, преобразующий поступающие на два его входа прерывистые последовательности прямоугольных импульсов, сдвиг между передними фронтами которых внутри каждой из пары измеряемых последо- вательностей tj пропорционален измеряемому сдвигу фаз, в суперпозицию прерывистых последовательностей прямоугольных импульсов; избирательную систему 4, выделяющую из суперпозиции прерывистых последовательностей прямоугольных импульсов гармонику с частотой, равной несущей частотно-прерывистых синусоидальных сигналов; точный (или фазочувствительный) выпрямитель 5; управляемый фазовращатель 6; избирательная система 7, выделяющая из входной пре- рыиютой последовательности импульсов напряжение несущей частоты; избиратегаьная система 8, выделяющая из опорной прерывистой последовательности импугаь- сов напряжение несущей частоты. Устройство, реализующее предлагаемый способ, работает следующим образом. При поступлении на вход линейного смесителя 3 сдвинутых друг относительно друга на время задержки tj двух прерывистых последовательностей прямоугольных импульсов с выходов формирователей. 1 и 2 на его выходе появляются прерывистые последовательности суперпозиционных импульсов, сдвиг между прямоугольными перепадами на передних фронтах которых, /равный tj пропорционален измеряемому сдвигу фаз. Воздействие суперпозиционных импульсов на вход избирательной системы 4 вызывает появление на ее выходе гармонического напряжения, уровень которого изменяется в соответствии с изменениями сдвига фаз. Точное выпрямление (или фазовое в случае необходимости измерений с учетом стороны отклонения измеряемого сдвига фаз) позволяет получить из изменений выделенной гармоники управляющее напряжение, под действием которого изменяется фаза выходного напряжения управляемого фазовращателя при подаче на его сигнаппьный вход напряжения несущей частоты с выхода избирательной системы 7. Опорное напряжение несущей частоты с выхода избирательной системы 8 и напряжение несущей частоты с выхода уп равняемого фазовращателя, изменения сдвига фаз которого относительно опорного напряжения несущей частоты значите пь но превосходит изменения сдвига фаз меж ду исходными прерывистыми сигналами, поступают на фазометр непрерывных сигналов. ормула изо.бретения Способ измерения изменений сдвиге фаз прерывистых синусоидальных сигналов, заключающийся в формировании прерывистых последовательностей прямоугольных импульсов, временной сдвиг между которыми пропорционален измеряемому сдвигу фаз, отличающийс я тем, что, с целью повышения точгКуазоме/п у

4f

не/1ре/об1 им

f

Фаг1 ности и расширения .диапазона измерений, прерывистые последовательности прямоугольных импульсов временной сдвиг между которыми пропорционален сдвигу фаз, преобразуют в суперпозицию прерывистых последоватегаьностей прямоугольных импульсов, выделяют гармонику с частотой, равной несущей частоте, которую после точного выпрямления используют для изменения фазы гармоники, выделенной из входной прер 1вистой последовательности импульсов, а затем измеряют величину угла сдвига фаз между f данной гармоникой и выделенной из опорной прерывистой последовательности импульсов. Источники информации, принятые во внимание при экспертизе 1.Авторское свидетельство СССР № 429371, кл. G 01 R 25/ОО, 1974, 2.Авторское свидетельство СССР № 4545О2, кл. Q 01 R 25/00, 1974.