Способ измерения фазового сдвига
ОПИСАНИЕ
ИЗОБРЕТЕН ИЯ
К АВТОРСКОМУ СВИДЕТЕЛЬСТВУ
256867
Союз Соеетскик
Социалистическик
Реслублик
Зависимое от авт. свидетельства №
Заявлено 26.Х.1967 (№ 1195595/18-10) с присоединением заявки ¹
Приоритет
Опубликовано 11.Х11969. Бюлле..епт № 35
Дата опубликования описания 16.IV.1970
Кл. 21е, 36/03
Комитет ло делам изойретеиий и открытий лри Совете Министров
СССР
МПК G 01г
УДК 621.317.373(088.8) Авторы изобретения
В. Д. Молодов и Ю. Н. Бобкоь
Заявитель
Бт1Блтъ 0 Г-
СПОСОБ ИЗМЕРЕНИЯ ФАЗОВОГО СДВИГА
Изобретение относится к области фазоизмерительной техники и может найти применение при создании помехоустойчивых фазометров, отличающихся малой чувствительностью к искажениям входных сигналов.
Известные способы измерения разности фаз путем перемножения и интегрирования входных сигналов имеют сравнительно невысокие помехоустойчивость и точность измерения.
Предложенный способ позволяет повысить точность и помехоустойчивость за счет того, что в нем синхронно определяют мгновенные значения входных сигналов через равные промежутки времени возводят их в квадрат, результат суммируют в течение периода, затем дополнительно перемножают суммы квадратов мгновенных значений, полученные после окончания периода, извлекают из этого произведения квадратный корень, на который делят сумму произведений мгновенных значений входных сигналов, и по результату последней операции судят о значении искомой величины.
На чертеже показана блок-схема устройства, реализующего предложенный способ измерения фазового сдвига в диапазоне низких и инфранизких частот.
Устройство содержит блок 1 выделения периода, аналого-цифровые преобразователи 2 и
3, арифметическое устройство 4 и блок б уп-. равления.,Полагая амплптуды входных сигналов А,„, и А,„. постоянными, а фазы — распределенными по закону равномерной плотности на участке возможных значений, можно определить значение косинуса угла фазового сдвига как сов р„, = (1)
1 в„в,, 10 где К» (т) — взаимнокорреляционная функция входных сигналов, сдвинутых во времени на величину т;
D = — А — дисперсия, определяемая по
» 2 пг, 15 автокорреляционной функции первого входного сигнала при т = О;
D = — А — дисперсия, определяемая по
2 автокорреляцпонной функции второго входного сигнала прп т = О.
Выражение (1) является исходным в предложенном способе измерения фазового сдвп25 га. Необходимость интегрирования для определения значения корреляционных моментов входных напряжений и их действующих значений, равных корням квадратным из дисперсий, не позволяет использовать это выражение
3о в области инфранизких частот.
256867
1=п х,у;
n — 1j1
t=n
;, х,, n — 1 > у2
n — 1
Составитель Г. Н. Кучеренко Редактор С. И. Хейфиц Корректор А. 11. Васильева
Заказ 737/11
ЦНИИПИ
Тираж 480
Подписное
Типография, пр. Сапунова, 2
В инфранизкочастотном диапазоне этот метод находит применение при использовании его дискретной реализации, связанной с заменой действительного значения корреляционной функции Л„у (т) и дисперсий D» и D их дискретнымии состоятельными и несм ещенным и оценками К (..), В„и Р : где х„у, — мгновенные значения входных сигналов, п — количество равномерно распределенных по времени синхронных выборок мгновенных значений входных сигналов.
При этом получаем выражение, исходное для построения инфранизкочастотного фазометра, осуществляющего измерение по предлагаемому способу:
t=n ХЯ
1 х у
Фазометр представляет собой специализированное вычислительное устройство, работающее по жесткой программе, причем алгоритм работы определяется выражением (3). Входные сигналы поступают на первый и второй входы блока 1 определения периода, к точности работы которого не предъявляются жесткие требования, так как его погрешность не должна превышать лишь время между соседними выборками мгновенных значений входных напряжений, определяемых и преобразуемых в дискретную форму двумя аналого-цифровыми преобразователями 2 и 8, управляемыми блоком 5. Выходные величины преобразо4 вателей 2 и 8 в дискретной форме поступают на вход арифметического устройства 4, выполняющего операцию умножения мгновенных значений входных величин и их суммирования в пределах периода, возведения в квадрат мгновенных значений входных величин и суммирования полученных значений на протяжении периода, перемножения полученных сумм квадратов мгновенных значений после оконча10 ния периода, извлечения квадратного корня из полученного произведения и деления суммы произведений мгновенных значений входных величин, полученной в течение периода, на значение корня квадратного из произведения
15 сумм квадратов мгновенных значений входных величин за то же время. В результате последней операции на выходе арифметического устройства получается величина, пропорциональная косинусу фазового сдвига входных сигна20 лов фазометра, которая отсчитывается цифровым или аналоговым прибором.
Блок 5 управления нормирует по времени работу блока определения периода и арифметического устройства 4, возобновляя цикл из25 мерения по истечении зада нного заранее числа выборок мгновенных значений и.
Предмет изобретения
Способ измерения фазового сдвига путем
30 перемножения и интегрирования входных сигналов, отличающийся тем, что, с целью повышения точности и помехоустойчивости, определяют синхронно мгновенные значения входных сигналов через равные промежутки времени, 35 возводят их в квадрат, результат суммируют в течение периода, затем дополнительно перемножают суммы квадратов мгновенных значений, полученные после окончания периода, извлекают из этого произведения квадратный
40 корень, на который делят сумму произведений мгновенных значений входных сигналов, и по результату последней операции судят о значении искомой величины.
