где X KiK ICKjU,-sinf, у ,и.., К,.. ., К - коэффициенты пропорционгшьности . Однако известный способ также имеет точность измерения и ограниченнЕЛй частотный диапазон. Ни кая точность измерения обусловлена погрешностью визуального отсчета угла наклона линии развертки и низкой точностью фррмирования квадратурного напряжения в широком частот ном и динамическом диапазоне. Целью изобретения является расширение частотного диапазона и повышение точности измерения. Поставленная цель достигается тем, что согласно способу измерения фазового сдвига электрических сигналов, заключающемуся в том, что измеряют мгновенное значение амплитуды опорного сигнала в момент пере хода через нуль сдвиГнутого по фазе сигнала, вычисляют обратную тригоно метрическую функцию результатов измерения, fioBTopHO измеряют мгновенное значение амплитуды опорного сиг нала в момент времени, в два раза превышающий временной сдвиг между опорным и сдвинутым по фазе, сигналами, результат . измерения уменьшают в два раза и делят на результат предыдущего измерения. СущнсзЬть способа заключается в следующем. Допустим, что необходимо измерит фазовый сдвиг j между опорным и сдвинутым по фазе сигналами Uo(t) и sinat(1) U4.(t) (gLt-4V) (2) с неравными амплитудами, ( В соответствии с данным способо измеряют мгновенное значение ампли туды опорного сигнала (1) в момент перехода через нуль сдвинутого по фазе сигнала (2), т.е. в момент времени , когда %(t)0. Приравнивая выражение (2) нулю и решая относительно CLt, найдему что ft.. Подставив в выражение (1), получим выражение для мгновенного значения амплитуды опорного сигнала;Uo(t) UhiiSin«fK UcH. (3 Далее измеряют мгновенное значе ние амплитуды того же сигнала (1) момент .времени Ъ, в два раза превышающий временной сдвиг между опо ным и сдвинутым по фазе сигналами, т.е. в момент времени tj 2At Подставим значение t в выражение В результате получим выражение для мгновенного значения амплитуды опорного сигнала в момент времени Uo(ta.Uw,stn2«Px Uoa. (4 Результат измерения (4) уменьшают в два раза: . 1 Uo.i 0,,5U(,i 0,5U ;sin2y x. (5) Напряжение (5) делят на результат предыдущего измерения (3). В результате получают напряжение V-C -. O VjMiiillVx.gcocu (б) . V.siv.v VosVx, где Sj -крутизна преобразования отношения в напряжение. Затем вычисляют обратную тригонометрическую функцию арккосинус частного от деления (б). В результате ; получают напряжение V tSaarccosVi s av-ccosCs cos fx), 7) где S -крутизна преобразования. При 1 получим напряжение S,2 arccos(cos9x)S,2.Vx/ (8) пропорциональное измеряемому фазовому сдвигу. На чертеже приведена функциональная схема устройства, реализующего предложенный способ измерения фазового сдвига. На схеме обозначены ключи 1 и 2, первый делитель 3.направления, блок 4 формирования временных интервалов , первый делительный блок 5с памятью, арккосинусный преобразователь 6, второй делитель 7 напряжения, второй делительный блок 8, отсчетно-регистрирутощий блок 9. При этом входы ключей 1 и 2 соединены между собой и подключены, как и первый вход блока 4 выделения вре-, менных интервалов, к входной клемме опорного сиг нала. Второй вход блока 4 Ьыделения временных интервалов соединен с входной клеммой сдвинутого по фазе сигнала. Выход ключа 1 подключен к входу делителя первого делительного блока 5 с памятью. Выход ключа 2,. Через первый делитель 3 напряжения, подключен к входу делимого первого делительного блока 5 с памятью. Цепи управления ключей 1 и 2 соединены, соответственно, с. импульсными выходами блока 4 формирования временных интервалов. Выход первого делительного блока 5 с памятью подключен к входу арккосинусного преобразователя 6, выход которого, через второй делитель 7 напряжения, соединен с входом делимого в-торого делительного блока 8. Вход делителя второго делительного блока 8 подключен к аналоговому .выходу блока 4 формирования временных интервгшов, а выход соединен с отсчетно-регистрирующим блоком 9. Устройство работает следующим образом.
ОпЬрный и сдвинутый по фазе сигналы (1) и (2)поступают на входы блока выделения временных интервалов. Одновременно сигнал (1) поступает на вход ключей 1 и 2, управ-, ляемых с помощью блока 4 выделения временных интервалов. С помощью блока 4 вьаделения временных интервалов осуществляется измерение временHo.ro интервала At между сигналами. Формирование импульсов управления ключами 1 и 2 в момеи-та времени tf и tj., равные, соответственно, моменту перехода через нуль сдвинутого по фазе сигнала (2) и моменту ни, в два раза большему временного , интервала мбжду сигналами (1) и (2).
Длительность импульсов управления выбирдется достаточной для запоминания выборок мгновенных значений сигнсша (1) с помощью первого делительного блока 5с па:мятью.
В момент времени t на вход де- . лйтепя первого делительного блока 5 1C памятьюпоступает с ввиеода ключа I напряжение (3),
В момент вр емени t( )а вход делимого первого делительного блока 5 с памятью поступает iepes первой делитель 3 напряжения с коэффициёнтом деления, равным 2, напряжение (.4) с выхода ключа 2.
С помощью первого делительного блока 5с памятью напряжение (5) делителя на напряжение ,(3). В результате на вход арккосинусного преобразователя 6 поступает напряжение (6). С помощью арккосинусного преобразователя 6 вычисляют значение арккосинуса выргыкенИя (6), пропорциональное измеряемому фазовому сдвигу. Результат преобразования поступает на отсчетно-регистрирующий блок 9 (эта связь не показана).
Данный способ может быть применен для измерения частоты сдвинутых по фазе сигналов. Для этого с помсйчью. преобразователя б вычисляется значение арккосинуса выражения. (6),.
Полученное напряжение (7) делится в 2 раз с помощью второго делителя 7 напряжения и подают на вход делимого второго делительного блока 8. На вход делителя второго делительного блока 8 подают напряжение tJ,) пропорциональное временному интёрвалу Лt, с-аналогового выхода блока 4 выделения временных интервалов. С выхода делительного блока 8 напряжение, равное отношению двух входных напряжений и пропорциональ5 Ное измеряемой частоте сдвинутых по фазе сигналов, поступает на отсчетнр-регистрирующий .блок 9. По показаниям последнего судят о значении частоты сдвинутых по фазе сигналов. V Расширение частотного диапазона и повышение точности в данном техническом решении достигается за счет ис-ключения операции Формирования квадратурного напряжения. Частотный 5 диапазон в данном техническом решении ограничивается только быстродействием блоков, реализующих последовательность операции, и является
достаточно широким - от долей герца 0 до десятков и сотен килогерц.
Двухкратное измерение мгновенных значений амплитуды опорного сигнала В моменты времени t и t с после.дующим делением .результатов измерений 5 друг на друга позволило исключить мультипликативную погрешность измерения фазового сдвига.
Формула изобретения
30
Способ измерения фазового сдвига злектрическшс сигналов, заключающийся в том, что измеряют мгновенное значение амплитуды опорного сигнала в момент перехода через нуль сдви-г нутого по фазе сигнала, вычисляют обратную тригонометрическую функцию результатов измерения, от л и ч. а юQ щ и и с я тем, что, с целью рас- . ширёиия ча.сфотного диапазона и повышения точности измерения, повторно измеряют мгновенное значение амплитуды, опорного сигнала в момент вре-.
5 мени, в два раза превьиааквдий временной сдвиг;между опорным и сдвинутым по фазе сигиайакш, результат измерения уменьшают в два раза и делят на результат предыдущего измерения.
Источники информации,
0 принятые во внимание при .экспертизе
1.. Авторское свидетельство СССР №290234, кл. G ОТ R 25/04, 29.10.€9.
2. Авторское свидетельство СССР №375579, кл. G 01 R 25/00, 19.03.71.
