Способ определения фазового сдвига гармонических сигналов

Авторы патента:

G01R25 - Устройства для измерения фазового угла между напряжениями или токами (измерение коэффициента мощности G01R 21/00; измерение положения отдельных импульсов в серии импульсов G01R 29/02; фазовые дискриминаторы H03D)

Изобретение относится к электроизмерительной технике и может быть использовано для определения параметров гармонических сигналов. Целью изобретения является повышение точности измерения при налили постоян ных составляющих сигналов. Фазовый сдвиг определяется из соотношений результатов интегрирования измеряемого, сигнала на интервалах интегрирования от моментов времени равного значения измеряемого сигнала, запомненного в начгльный момент измерения, ло к.омента премени достижения опорным Смгнапом экстремума. Исключение постоянных составляющих достигается повторением цикла измерения на соседнем полупериоде с 2 ил..

СОЮЗ СОВЕТСКИХ

СОЯ4АЛИСТИЧЕСКИХ

РЕСПУБЛИК (51)5 G 01 Р 25/00

ОПИСАНИЕ ИЗОБРЕТЕНИР

H ABTQPCHC5hV СНИДЕТЕПЬСТВУ

ГОСУДАРСТВЕННЫЙ КОЬ ИТЕТ

ПО ИЗОБРЕТЕНИЯМ И ОТКРЫТИЯМ

ПРИ ГКНТ СССР

1 (21) 4690068/21 (22) 11.09.89 (46) 23.01.92. Бюл. М 3 (71) Пензенский политехническ и институт (72) А.В. Шакурский (53) 621.317,77(088.8) (6) Авторское свидетельство СССР

1," 1404971, кл. G 01 Р 25/00, 1985.

I (54) СПОСОБ ОПРЕДЕЛЕНИЯ ФАЗОВОГО

С/ЧЗИГЛ ГАР110НИЧЕС1;ИХ СИГНАЛОВ (57) Изобретение относится к электроизмерительной технике и может быть использовано для определения параметИзобретсчие относится к электроизмерительной технике и может быть использовано при определении параметров гармонических сигналов.

Целью изобретения является повышение точности при наличии постоянных составляющих в измеряемых сигналах.

На Фиг. 1 показаны диаграммы, поясняющие предлагаемый способ; на фиг. 2 - схема устройства, реализующего предлагаемый способ.

Сущность способа заключается в следующем.

Пусть опорный и измеряемый сигналы имеют вид I(."иг, 1) f o (t) =Aî s in t, i (t ) =A, s in (4. L + g )

I где A, A, - эмплитуры опорного и измеряемого сигналов;

И - частота;

„„ЯЦ„„17О7565

2 ров гармонических сигналов. Целью изобретения является повышение точности измерения при наличии постоянных составляющих сигналов. Фазовый сдвиг определяется из соотношений результатов интегрирования измеряемого сигнала на интервалах интегрирования от моментов времени равного значения измеряемого сигнала, запомненного в начальный момент измерения,,цо

vuMeHTB времени достижения опорным с„гналом экстремума. Исключ"I .ие постоянных составляющих достигается повторением цикла измерения на соседнем полуперио, е. 2 ил.

Я " фазовь,й сдвиг измеряемо"

ro сигнала.

Если в начальный момент времени t< О, запоминают значение измеряемого напряжения f(t») = Ц», определяют момент .времени t достижения измеряемым сигналом запомненного значения U» определяют абсциссу экстремума опорного сигнала t и интегрируют измеряемыи

fYl г. сигнал на двух интервалах Lt», t „, и (t » 1, получают с т A» и 2Ъ

s»= J A s1п(и+ 9)dt = вЂ” вЂ” 1соз(у +(уц

t Я и <.о

А» вЂ” (с0$(ф + э 1п (.{) ), И

Б +1А,sin(rat+(p)= + вЂ” (соя(ыс -ф +

- A»

+ sin((>) = + вЂ” (cos(g вЂ” sin g ), 1707565 где учитывается равенство

cos(Q t<+ Ц)) .= -cos((0t< + lg)= вЂ” cos(p

В случае, если t а, перед результатом второго интегрирования стоит знак минус, Решая полученные уравнения относительно фазового сдвига, получим 10 ф arctgg ), 38 < $

+0 +$ где чередующиеся знаки плюс и минус соответствуют знаку разности (-t ). 15 ,гля исключения влияни присутствующих в измеряемых сигналах посто" янных составляющих интегрирование осуществляют также на соседнем полупериоде измеряемого сигнала. Моменты 20 времени на соседнем полупериоде получают добавлением половины периода к моментам времени на первом полупериоде. Результаты интегрирования на первом временном интервале на со- 25 седних полупериодах равны соответственно

S1 -у (cos Q+sis g)+B(t < - t < ) AI

А(30

S - вЂ” (coe /+sin < )+В(д,„- t4 ), где В - постоянная составляющая;

I ю t n и С ) С1 щ» моменты Времени на сосед» них полупериодах.

Вычитая второе уравнение иэ первого, можно исключить влияние постоянной составляющей на результат интегрирования в первом полупериоде

$g вЂ” $з

Лналогично определяется результат второго интегрирования: 45

$а- $

6 2 о

Таким образом, определяя результаты интегpHpoBBHHR как полуразности интегрирования нз соседних г олупериодах, мы исключаем постоянные составляющие измеряемых сигналов.

Предлагаемый способ может быть реализован например, с ронощью устрой-,.

Ф Ф 55 ства, состоящего иэ (фиг. 2) интегратора 1, компаратора 2, аналогового запоминающего устройства (ЛЗУ) 3, аналого-цифрового преобразователя (ЛЦП) 4, микропроцессора (ИП) 5, блока 6 управления (БУ) . При этом входы интегратора 1, компаратора 2 и ЛГУ 3 объединены, выход интегратора 1 соединен с входом ЛЦП 4, выход компараторэ 2 соединен с входом БУ 6, выход ЮУ З.соединен с управляющим входом компаратора 2, выход ЛЦП 4 соединен с входом ИП 5, выход которого является выходом устройства, выходы

БУ 6 соединены с управляющими входами запоминающего устройства 3, преобразователя 4 и микропроцессора 5.

Устройство работает следующим образом.

Входной сигнал интегрируется интегратором 1, ЛЗУ 3 запоминает значение входного сигнала в начальный момент времени t, который формирует БУ 6, компаратор 2 срабатывает в моменты времени (t<, t ) достижения входным сигналом запомйенного значения. Проинтегрированное значение входного сигнала поступает на ЛЦП 4, который запускается блоком 6 управления в моменты времени t<, t< и t» а также

1, и t „, (моменты времени достижения первого и в-орого экстремумов опорным сигналом). Иикропроцессор определяет «теграпьные значения $(. S>

S и $,1 и рассчитывает фазовый сдвиг согласно предлагаемой Формуле с учетом знака разности (t< вЂ” t ) который определяется БУ 6, f пя исключения постоянной составляющей входного сигнала цикл измерения повторяют через половину периода, а результаты интегрирования определяют как полураэности результатов интегрирования на соседних полупериодах, формула изобретения

Способ определения фазового сдвига гармонических сигналов, заключающийся в том, что фиксируют моменты времени достижения опорным сигналом первого и второго соседних экстремумов, интегрируют входной сигнал в выбранные моменты времени и запоминают результаты интегрирования, о т л и ч аю щ и и с л тем, что,с целью повышения точности за счет исключения влияния l стоянной составляющей входного сигнала, измеряют и запоминают в первыи произвольно выбранный момент времени мгновенное значение входного сигнала, фиксируют второй момент sðåмени достижения входным сигналом пер1707565 вого запомненного значения, определяют первый результат интегрирования от первого момента времени до момента первого экстремума опорного сиг5 нала, определяют второй результат интегрирования между моментом первого экстремума опорного сигнала и вторым моментом времени или между вторым моментом времени и моментом первого экстремума опорного сигнала в зависимости от того, какой из двух моментов наступает раньше, Фиксируют третий момент времени, запаздывающий на полпериода сигнала относительно 15 первого момента времени, и в этот момент измеряют и запоминают мгновенное значение входного сигнала, фиксируют четвертый момент времени достижения входным сигналом значения, щ запомненного в третий момент времени, определяют третий результат интегрирования от третьего момента времени до момента второго экстремума опорного сигнала, определяют четвертый результат интегрирования между моментами второго экстремума опорного сигнала и четвертым момен1оч времени или между четвертым моментом времени и моментом второго экстремума опо ного сигнала в зависимости от того, какой иэ моментов опережает другой, определяют. пятый результат интегрирования как полураэность первого и тре" тьего результатов интегрирования, определяют шестой результат интегриоования как полуразность второго и четвертого результатов интегрирования, определяют фаэовь.й сдвиг как арктангенс разности пятого и шестого результатов интегрирования, деленной на йх сумму, причем пятый результат интегрирования бератся со знаком плюс, когда момент времени первого экстремума опорного сигнала опережает второй момент времени, и минус, когда отстает.

1707565

Составитель !0„ Макаревич

Техред A.Êðàâ÷óê Корректор Л.Пилипенко

Редактор И. Горная

Заказ 265 Тира,:, Подписное

b!uftiii>1 j с,. !!!с l н!ннннг л,: br г!. !,i l! нн!!бреTr!н!ял! и о гкрытннм нри ГК!!Т СССР

113033! 1!! <..i,ua, iK-35, Раушская наб., д. 4/5

Производств!-нно-н злательски!1 комбинат 11атент, . Ужг р.!л, ул. Гагарина, 101 !! !!

Способ определения фазового сдвига гармонических сигналов

Изобретение относится к электротехнике , а именно к измерению характеристики гибридных шаговых электродвигателей (ШД)

Способ измерения фазовой ошибки фазовращателя // 1700493

Изобретение относится к измерительной технике, в частности к способам измерения фаз, и может быть использовано для измерения фазовой погрешности фазовращателей

Устройство для измерения сдвига фаз в фазоманипулированном сигнале // 1698823

Изобретение относится к радиоизмерительной технике и может быть использовано в радиолокации и технике связи в качестве фазового детектора, не требующего сигнала опорной фазы, а также для измерения фазовых флуктуации немодулированных сигналов

Устройство для измерения величины запаса "окна синхронизации" при фазоманипулированных сигналах // 1698822

Изобретение относится к технике фазовых измерений и может быть использовано для измерения параметров четырехполюсников с фазовым кодированием информации

Устройство для измерения фазового сдвига // 1693563

Способ определения сдвига фаз в фазоманипулированном сигнале // 1693562

Изобретение относится к радиоизмерениям и может быть использовано в технике связи и радиолокации Цель изобретения повышение точности и определения фазового сдвига На вход анализатора спектра подают фазоманипулированный сигнал с заданной несущей частотой F0, состоящей из двух субимпульсов одинаковой длительности г , Фиксируют положение частоты Рмин, соответствующей ближайшему к несущей частоте минимуму огибающей спектра

Способ определения фазоамплитудной погрешности преобразования частоты // 1691775

Изобретение относится к фазоизмерительной технике и может быть использовано при построении прецизионных измерителей фазовых погрешностей активных и пассивных четырехполюсников

Устройство для счета целых фазовых циклов // 1691774

Изобретение относится к измерительной технике и может быть использовано для измерения целых фазовых циклов в условиях амплитудных и фазовых флуктуации

Измеритель разности фаз и напряжений // 1691773

Изобретение относится к радиоэлектронике и может быть использовано в фазометрах , векторных вольтметрах, анализаторах цепей

Способ определения разности фаз // 1691772

Фазометр сигналов высокой или сверхвысокой частоты // 2101715

Устройство для измерения сдвига фаз гармонических сигналов // 2103698

Изобретение относится к измерительной технике, в частности к устройствам для определения фазочастотных характеристик четырехполюсника

Устройство для сравнения двух электрических сигналов по фазе // 2111497

Изобретение относится к области электротехники и может быть использовано для контроля фазового угля при чередовании фаз питающих фидеров для стрелочных переводов на железнодорожном транспорте

Устройство для сравнения двух электрических сигналов по фазе // 2111497

Цифровой фазометр с синхронной дискретизацией входных сигналов // 2112247

Изобретение относится к фазоизмерительной технике и может быть использовано для определения угла сдвига

Синхронный детектор // 2124804

Изобретение относится к радиотехнике, а именно к технике радиосвязи, и предназначено для использования в составе устройств цифровой обработки сигналов при обработке узкополосных сигналов с компенсацией помех при приеме сигналов с фазоразностной модуляцией

Устройство сдвига фазы на 90 градусов // 2141673

Изобретение относится к электроизмерительной технике и может быть использовано в прецизионных метрологических приборах, а также в счетчиках реактивной электрической энергии в электросетях

Устройство контроля разности фаз для релейной защиты // 2153681

Изобретение относится к релейной защите и может применяться, в частности, для защиты электроустановок высокого напряжения

Доплеровский фазометр многочастотных сигналов // 2165627

Изобретение относится к измерительной технике и предназначено для измерения радиальной скорости объекта в многочастотных импульсных РЛС одновременного излучения; может быть использовано в радиолокационных и навигационных системах для однозначного определения доплеровской скорости

Реле направления мощности // 2195000

Изобретение относится к электротехнике и может быть использовано в устройствах релейной защиты в качестве реле направления мощности