Способ определения фазового сдвига гармонических сигналов

 

Изобретение относится «: электроизмерительной технике и модет быть использовано для определения фазовых параметров гармонических сигналов. Цель - повышение точности определения фазового сдвига с линейно изменяющимися составляющими исследуемых сигналов. Способ определения фазового сдвига включает формирование четырех заданных значений напряжений, формирование временного интервала между моментами достижения первым - гармоническим сигналом первого, а вторым гармоническим сигналом второго заданных значений, формирование временных интервалов по моментам достижения первым входным сигналом первого и третьего заданных значений и первого заданного значения при возрастании и убывании указанного сигнала , формирование временных интервалов по моментам достижения вторым гармоническим сигналом второго и четвертого заданных значений и второго заданного значения при возрасдании и убывании указанного сигнала. По величинам сформированных временных интервалов определяют координаты экстремумов первого и второго входных сигналов, определяют значение фазового интервала дЈ как сумму величины временного интервала между моментами достижения первым гармоническим сигналом первого, а вторым - второго заданных значений и разности координат экстремумов первого и второго входных сигналов, а фазовый сдвиг Ц определяют по формуле Cf 63йЈ, где СО - частота входных сигналов . Цель достигается за счет выполнения дополнительных измерений и специальной обработки результатов основных и дополнительных измерений. 3 ил. С с& ел ю ю 00

СОЮЗ СОВЕТСНИХ

СОЦИАЛИСТИЧЕСНИХ

РЕСПУБЛИК (я) С 01 R 25/00

ОПИСАНИЕ ИЗОБРЕГЕНИЯ

Ч Al.; ТОРСИОМЪ СВИДЕ П=ЛЬОТВУ мювмваыаааеюва аааиаюаюа ювж

ГОСУДАРСТВЕННЫЙ НОМИТЕТ

Г О ИЗОБРЕТЕНИЯМ И ОТНРЬГГИЯМ

ПРИ й*(НТ СССР (21) 46031 13!" 1 (22) 09..; 1.88 (4á) 23. 05 „9 ., Бюл. ь = 19 (/ 1 ) Че "-:ег скчй туо Гптте -чргесккй институт (72) А.вдакурсккй (53) 621,;- /. т7 (088.8; (56) Авторское свидетельство СССР

Р 922658 кл. С 01 R 25/00, 1980.

Авторское свкдете= cTBî Л.,Р

Р 1226329, кл. С 01 1< 25/00„ 1984. (54) СПОС0В ОПРКДКПКНИЯ фА30НОГО

СДДИГА Г,!1,РИОНГ7КСКИХ СГ1ГИАЛОВ (57) Изобретение относи"сл::.с электроизмерительной технике к маже г быть использовано для определе.;. ия фазовых параметров гармонически: сигналов.

Пель — повышение точности определения фазового сдви=а с линейно из- . меняющимися составляющю к исследуемых сигналов. Способ определения фазового сдвига включает. формирование четырех заданных значений напряжений, формирование временного интервала между моментами достижения первым -. гармоническкм сигналом первого, а вторым гармоническим сигналом второго заданных значений, формирование

Изобретение относится к области электроизмерительной техники и может быть использовано для определения фазовых параметров гармонических сигналов.

Цель изобретения — повышение точности определения фазового сдвига . гармонических сигналов с линейно из-,SUÄÄ 1651228 A 1

2 временных интервалов по моментам досткжечия первым входным скгкалом первого и третьего заданных значений к первого заданного значения при возрастании и убывании укаэанного сигнала, формирование временных интервалов по моментам достнжения вторым гармоническим сигналом второго и четвертого заданных значений и второго заданного значения при возрастании и убывании указанного сигнала.

По величинам сформированных временных интервалов определяют координаты экстремумоэ первого к второго входных сигналов, определяют значение фазового интервала д Ь как сумму величины временного интервала между В моментами достижения первым гармоническим сигналом первого, а вторым— второго заданных значений к разности координат экстремумов первого и вто° \ рого входных сигналов, а фазовыи сдвиг р определяют по формуле CP =

=Я, где Сд — частота входных сигналов. Дель достигается за счет вы- Cb полнения дополнительных измерений и Ql специальной обработки результатов ос- ® новных и дополнительных измерений. Я

3 ил 4 Ю меняюцкмися составляющими исследуемых сигналов.

На фиг.1 показана диаграмма определения экстремума сигнала; на фкг.2— диаграмма определения фазового сдвига сигнала на фиг.3 - пример реализации устройства.

1651228

gh he

fg de ас ае

Ьс de ас ph ае he

Ьс и

de de

Так как ас = « — t<, ае = tq — t<, (2) 40

gh = «„-«... he= « -t„-(«„-t„), «+ «ь

«-«-(t «)

1 Х (м-t ) (tg t ) («,-t, )+(t „.-«,) 1-2 4

t -t

k ( (3) Л ск= «õ

При определении фазового сдвига двух гармонических сигналов с линейно изменяющимися составляющими определяют координаты экстремумов обоих сигналов ь и ь согласно форг муле (3) и по их разности судят о фазовом сдвиге (фиг. 2).

Координаты экстремумов первого и второго сигналов следующие:

Устройство содержит формирователи — 4, первые входы ко-орых попарно соединены с шинами источников вход ых сигналов, а вторые - с шинами источников заданных значений напряжений, а выходы соединены соотвегственно с входами блоков 5 и 6 определения координат экстремумов и блока

7 определения фазового интервала. Выходы блоков 5 — 7 соединены с входами сумматора 8.

Рассмотрим сигнал f (t), равный сумме треугольного сигнала f (t) и линейно изменяюшегося сигнала c(t)

15 (фиг. 1), Из графика видно, что линейно изменяющаяся составляющая не влияет на абсциссу положения .экстремума сигнала f (t) (если наклон c(t) больше наклона прямых f(t), то экстремума

20 .;е будет), т.е. координата экстремума треугольного сигнала является характеристикой, не зависящей от линейно изменяющейся составляющей. Координату экстремума t относительно точки t (начало измерения) можно

1 найти из подобия треугольников аЬс и

ade и треугольников fgh и deh, образованных пересечением сигнала f (t) с линиями заданных значений напряже;t;;,É U3 и Ба.

Иг teем л

Л t g С4

<- = Л 1 ь2+ ьЗ л где ьг «

«а «

Найдем разност ,чала измерений налов: л

5 6

4. Э с 4 1

A л . л

В 7 ь7 8 нтов времени нал

7 6 ь моме первого и второго сиг«

Разность координат экстремумов сигналов будет равна л

Л n n, л Л " "7

At, =< +t, -ь =ь + - — ——

6 n+ д л у а ьz 6ф а +1. фазовый сдвиг гармонических сигналов равен

Л и

Л "5 ь7 (f = G3 а ь = G3 (ь +; - — р.—

Л

6 (+ — — — -).

t, g (. (4) .2 t 3

Определение фазового сдвига по формуле (4 ) но зв оляе т исключить влияние линейно изменяющихся составляющих и, следовательно, повысить точность Измер ения фазового сдвига гармонических сигналов .

Способ может быть реализован, н апример, с помощью устройства, из о браженно го на фи г . 3, состоящего из формирователей 1 — 4, блоков 5 и 6 определения координат экстремумов, бло ка 7 определения фазового интервала и сумматора 8 .

Измеряемые сигналы f < (t ) и f < (t ) по ступают на входы формирователей 1

4, которые срабатывают в моменты перехода сигналами соответствующих задан ных значений напряжений U -U .

Сигналы с выхода формирователей 1 -4 поступают на блоки 5 и б, в которых формируются интервалы времени л

Л с1, (.<, Ь, t,t;, 7 и определяются координаты экстремумов ь и c . Интервал времени ь,, определяемьй моментами времени начала измерений первого и второго сигналов, формируетсн в блоке 7. Из интервалов t;

A р

1 у о, сумматором находится значение, пропорциональное сдвигу фаз согласно формуле (4) .

Таким образом, определение фазового сдвига по описанному способу позволяет исключить влияние линейно изменяющихся составляющих и, следовательно, повысить точность измерения фазового сдви".à по сравнению с известным способом.

165 1228 формулаизобретенияСпособ определения фазового сдвига гармонических сигналов, заключающийся в том, что формируют первое и второе заданные значения напряже- ний, формируют первый временной интервал между моментом времени достижения первым гармоническим сигналом первого, а вторым гармоническим сигналом второго заданных значений напряжений, о т л и ч а ю щ и йс тем, что, с целью повышения точности определения фазового сдвига гармонических сигналов с линейно изменяю „имися составляющими измеряемь сигналов„ формируют третье и четвертое заданные значения напряжений, формируют второй, третий и четзертыи врем г ьоь» ин 1 еовалы между мо ментами времени прохождения первым гармоническим сигналом соответственно первого и третьего заданных значений напряжений и между моментами прохождения первого заданного значения напряжения при возрастании и убывании указанного сигнала,формируют пятый, шестой и седьмой временные интерв.-.,чы между момен-ами прохождения вторым гармоническим сигналом второго и четвертого заданных значений напряжений и между моментами прохождения второго заданного значения напряжения при возрастании и убывании указ" ííîãî сигнала, определяют координату экстре: ума первого гармонического сигнала. как

)0 произведение величин второго и четвертого временных интервалов, деленное на сумму величин второго и третьего временных интервалов, определяют координату экстремума второго гармоt5 нического сигнала как произведение величин пятого и седьмого временных интервалов, деленное на с чп у величин пятого и шестого временных интервалов, а временной интервал б ь „ пропорциональный разности фаз входных сигналов, определяют по сумме величин первого временного интервала и разности координат экстремумов первого и второго входных сигналов, при этом фазовый сдвиг (у определяют согласно выражению р= hь, где Я вЂ” частота входных сигналов,.

1651228

Составитель M.Êàòàíîâà ФаО

Редактор E.Ïàïï Техред Л.Кравчук Корректор Н,Ренская

Заказ 1á05 Тираж 423 Подписное

ИНИИПИ 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