Устройство для измерения модуля сдвига фаз

 

Изобретение относится к измерительной технике и может быть использовано для измерения модуля фазового сдвига. Цель изобретения - повышение точности измерения модуля фазового сдвига. Указанная цель достигается тем, что в фазометр введены второй смеситель 2, сумматор 4, усилитель 5, измеритель коэффициента подавления 6 и нелинейный преобразователь 7, позволяющие исключить влияние амплитуды источника опорного сигнала, крутизны характеристик перемножителей 1 и 2 и коэффициента передачи фильтра низкой частоты 3 на результат измерения. Порядок работы фазометра следующий

ко входу сумматора 4 подключают источник измеряемого сигнала, при этом в измерителе 6 фиксируется величина амплитуды опорного сигнала U<SB POS="POST">1</SB>, затем ко входам сумматоров 1 и 2 подключают источник опорного сигнала, при этом в измерителе 6 фиксируется сигнал ошибки ε и находится отношение ε к U<SB POS="POST">1</SB>. В нелинейном преобразователе 7 по найденному отношению определяется модуль фазового сдвига. 1 ил.

„„80„„1476401 А 1

СОЮЗ СОВЕТСКИХ

СОЦИАЛИСТИЧЕСКИХ

РЕСПУБЛИК (51)4 G 01 R 25/00

ОПИСАНИЕ ИЗОБРЕТЕНИЯ

Н А ВТОРСИОМ У СВИДЕТЕЛЬСТВУ

ГОСУДАРСТВЕННЫЙ КОМИТЕТ

Il0 ИЗОБРЕТЕНИЯМ И ОТКРЫТИЯМ

ПРИ ГННТ СССР (21) 4255876/24-21 (22) 03.06.87 (46) 30.04.89. Бюл. N- 16 (71) Уральский политехнический институт им. С.M.ÊHðoâà (72) E.È.Êîâàëåâ и Л.Р.Фрумин (53) 621.317..373(088.8) (56) Авторское свидетельство СССР

Ф 1273833, кл. G 01 R 25/00, 1984. . Лервачев С.В. Радиоавтоматика:

Учебник для вузов. N, Советское радио, 1982, с. 200. (54) УСТРОЙСТВО ДЛЯ ИЗМЕРЕНИЯ МОДУЛЯ

СДВИГА фАВ (57) Изобретение относится к измерительной технике и может быть использовано для измерения модуля фазового сдвига. Цель изобретения — повышение точности измерения модуля фазового сдвига. Указанная цель достигается тем, что в фазометр введены второй перемножитель 2, сумматор 4, усилитель 5, измеритель 6 коэффициента подавления и нелинейный преобразователь 7, позволяющие исключить влияние амплитуды источника опорного сигнала, крутизны характеристик перемножителей 1 и 2 и коэффициейта передачи фильтра 3 низкой частоты на результат измерения, Порядок работы фазометра следующий, К входу сумматора 4 подключают источник измеряемого сигнала, при этом в измерителе 6 фиксируется величина амплитуды опорного сигнала U< затем к входам сумматоров

1 и 2 подключают источник опорного сигнала, при этом в измерителе 6 фик- g сируется сигнал ошибки Г и находится отношение Е к д,. В нелинейном преобразователе 7 по найденному отношению определяется модуль фазового сдвига, 1 ил.

1476401 (5) где. а=ы, ;

Ъ-4 будем иметь

Ч arcsin—

Б« (9) E(t) =U, sin ц сов(,t.

Š— =В 3.ПЦ.

Изобретение относится к измерительной технике и может быть использовано для измерения модуля фазового сдвига.

11ель изобретения — повьппение точ5 ности измерения модуля фазового сдвига.

На чертеже изображена функциональная схема предлагаемого устройства„

Устройство содержит первый 1 и второй 2 перемножители; Вторые входы перемножителей 1 и 2 объединены и подключены к источнику опорного cursana U z(t) =Uz sinMot. 15

Выход перемножителя 1 подсоединен к первому входу перемножителя 2 через фильтр 3 низкой частоты. Выхрд перемножителя 2 подключен к второму входу сумматора 4, первый вход кото- 20 рого подсоединен к источнику измеряемого сигнала U „(t)=U, sin(v t+g).

Выход сумматора 4 подключен к входу усилителя 5 и к входу измерителя 6 коэффициента подавления. 25

Выход усилителя 5 подключен к первому входу перемножителя 1, выход измерителя 6 коэффициента подавления подключен к входу нелинейного преобразователя 7. 30

Устройство работает следующим образом.

Первый вход сумматора 4 подключа=. ется к источнику сигнала V,(t}, источник сигнала Uz(t) отключается от вторых входов перемножителей 1 и 2.

В измерителе 6 фиксируется амплитуда

U, сигнала U, (t).

Затем входы перемножителей 1 и 2 подключаются к источнику сигнала 40

Uz(t), Ha выходе сумматора 4 в этом случае появляется сигнал E(t) ошибки, амплитуда Е которого фиксируется в измерителе 6. Измеритель 6 опреде6. ляет отношение — а нелинейный ъ преобразователь 7 производит определение модуля угла сдвига фаз по формуле

Поясним вывод формулы (1).

Обозначим через Е (t) сигнал ошибки, тогда

e(t)-U „()-U,(), (2) где U (t) — выходной сигнал перемно3 жителя 2, Выходное напряжение U«,(t) фильтра 3 низкой частоты будет равно

П«()= -,-+1 -ГП,(t) U(t)1 Uz(t) (3)

S Ку. Кф

Р+ где S — крутизна характеристики каждого из перемножителей 1 и 2;

К „ — коэффициент усиления усилителя 5;

К и Т вЂ” коэффициент передачи и постоянная времени фильтра 3.

В установившемся режиме работы имеем. (Ц1 Uz ° сов Н

u (t) =s к к - — — — - — — — -U (t}

Ф У 3 и,()) . (4) Сигнал на выходе перемножителя 2 равен и (t)=s -к к — — — — — — U (t)г 1 U1 Uz совМ з

2 т т

-,— v ()5

Из выражения (5) находим величину э(), равную

К К U П cos gt2(6)

Sz Êä К

Числитель и знаменатель .а выражении (6) поделим на величину S . К „ К и

z учитывая, что Uz(t)=Uz sin „t, а

-" — — — 0 так как К » 1, получим

$ .К Кф

U3 (t)=U cos q sinvît.

Полученное значение U3(t) подставий в формулу (2), получим

t(t)=U> (sin(cv,t+v)+cosy в пмф3. (8) С учетом известной формулы сложения тригонометрических функций

sin(a+b)=sin à.cos Ь+сов à sin Ъ, Измеритель 6 фиксирует амплитуду сигнала ошибки в виде

E. =U sing, и определяет отношение

1476401

Формула изобретения

Устройство для измерения модуля сдвига фаз, содержащее первый перемножитель, выход которого подключен к входу фильтра низкой частоты, о тл и ч а ю щ е е с я тем, что, с целью повышения точности измерений моСоставитель А.Орлов

Редактор А.Ренин Техред Л.Олийнык Корректор В.Гирняк

Заказ 2152/46 Тираж 714 Подписное

ВНИИПИ Государственного комитета по изобретениям и открытиям при ГКНТ СССР

113035, Москва, Ж-35, Раушская наб., д. 4/5

Производственно-издательский комбинат "Патент", г.ужгород, ул. Гагарина,101

В нелинейном преобразователе 7 отношение (11) подвергается обработке в соответствии с формулой (1).

Устройство позволяет с высокой точностью измерять модуль фазового сдвига за счет исключения зависимости конечного результата от амплитуды сигнала источника опорного напряжения, крутизны характеристики каждого перемножителя и коэффициента передачи фильтра низкой частоты.. дуля фазового сдвига, в него дополнительно введены второй перемножитель, сумматор, усилитель, измери- . тель коэффициента подавления и нелинейный преобразователь, выход фильтра низкой частоты подключен к пер.-. вому входу второго перемножителя, вторые входы перемножителей объединены и подключены к источнику опорного сигнала, выход второго перемножителя подключен к второму входу сумматора, первый вход которого подключен к источнику измеряемого сигнала, выход сумматора подключен к входам усилителя, выход которого подключен к первому входу первого перемножителя и измерителя коэффициента подавления, выход которого подключен к входу нелинейного преобразователя.