Измеритель фазы гармонического сигнала

- - ГТУ

1 )1ТЕf j) t, 11 Тратт «р ó (,. с 1.т,.библкохбнв, я д, (>428303

ОП ИСАНИЕ

ИЗОБРЕТЕН ИЯ

К АВТОРСКОМУ СВИДЕТЕЛЬСТВУ

Союз Советских

Социалистимеских

Реслублик (б1) Зависимое от авт. свидетельства— (22) Заявлено 10.07.72 (21) 1809502/18-10 (51) М. Кл. G OIr 25100 с присоединением заявки №вЂ”

Государственный комитет

Совета Министров СССР

li0 делам изобретений и открытии (32) Приоритет—

Опубликовано 15.05.74. Бюллетень № 18

Дата опубликования описания 13.03.75 (53) УДК 621.317.772 (088.8) (72) Авторы изобретения

Е. И. Плоткин, В. Д. Остудин и О. Э. Кангур

Ленинградский электротехнический институт связи им. проф. М. А. Бонч-Бруевича (71) Заявитель (54) ИЗМЕРИТЕЛЬ ФАЗЫ ГАРМОНИЧЕСКОГО

СИГНАЛА

Изобретение относится к области радиоизмерительной техники. Измеритель может быть использован .в различных устройствах для измерения и детектирования начальной фазы гармонического сигнала.

Для уменьшения влияния флуктуационного шума на результат измерения известные измерители фазы строятся на основе двух корреляторов, опорные колебания в .которых совпадают по частоте с частотой сигнала, а начальные фазы сдвинуты между собой на 90 .

Выходные напряжения перемножнтелей в двух каналах известного измерителя содержат составляющие с удвоенной частотой сигнала и постоянные составляющие, пропорциональные синусу и косинусу начальной фазы соответственно. В интеграторах происходит накопление постоянных составляющих выходных нацряжений перемножителей и за счет этого, фильтрация помех. Однако в таких измерителях при измерении фазы за малое время (меньше, чем несколько периодов частоты сигнала) возникает существенная ошибка даже в отсутствие .шума. Это связано с тем, что при малом числе периодов сигнала накопление постоянных составляющих еще недостаточно для того, чтобы можно было пренебречь влиянием высокочастотных (с удвоенной частотой сигнала) составляющих на выходах перемножителей.

Цель .изобретения — уменьшение ошибки измерения измерителей фазы при времени измерения, меньшем половины длительности периода сигнала. Это достигается с помощью замены перемножителей .и генератора опорного колебания режекторными фильтрами. Выходные напряжения этих фильтров содержат только необходимые постоянные составляющие и не имеют вьтсокоча стот ных fcOставляюl0 щих, вносящих ошибку при малом времени измерения.

На фиг. 1 изображена функциональная схема предлагаемого измерителя; на фиг, 2— функциональная схема режекторного фильтра.

Измеритель содержит фазовращатель на

90 1, одинаковые режекторные фильтры 2 и

8, интеграторы 4 и 5, делитель б напряжений и блок 7 вычисления арктангенса.

Напряжение входного сигHàëà поступает на фильтры 2,и 8, причем на фильтр 2 оно по ступает непо средст венно, а,на фильтр 8— после предварительного поворота фазы сигнала на 90 .

Каждый режекторньтй фильтр (см. фиг. 2) содержит усилитель 8, интегратор 9, дифференц иато,р 10 и сумматор 11.

Напряжение сигнала, поступающее на вход фильтра 2, интегрируется в одном его канале и дифференцируется в другом. Выходное назо пряжение дифференциатора повернуто по фазе на 90 относительно входного напряжения.

Выходное напряжение интегратора 9 содержит постоянную составляющую и составляющую с частотой сигнала, фаза которой также повернута на 90 относительно входного напряжения,интегратора, но в обратную сторону. Таким образом, выходные напряжения интегратора 9 и дифференциатора находятся в противофазе. Наличие постоянной составляющей в выходном напряжении интегратора 9 объясняется нулевыми начальными условиями на нем до момента включения 1=0, относительно которого измеряется начальная фаза сигнала.

Коэффициент усиления у силителя 8 выбирается таким, чтобы амплитуды составляющих с частотой сигнала на выходах интегратора 9 и дифференциатора 10 были равны.

Поскольку эти составляющие находятся в противофазе, то в сумматоре 11 они полностью, компенсируются и выходное напряжение фильтра 2 содержит только постоянную составляющую, пропорциональную синусу начальной фазы сигнала.

Аналогично работает фильтр 8. Поскольку сигнал на его входе предварительно повернут по фазе на 90, то выходное напряже.ние фильтра 8 содержит только постоянную составляющую, пропорциональную косинусу начальной фазы сигнала.

Интеграторы 4 и 5 осуществляют накопление постоя нных составляющих и фильтрацию помех. Выходное напряжение делителя 6 пропорционально отношению выходных напряжений интеграторов 4 и 5, т. е. пропорционально тангенсу начальной фазы сигнала и не зависит от его амплитуды, а выходное напряжение всего, измерителя пропорционально значению начальной фазы сигнала.

Предмет изобретения

Измеритель фазы гармонического сигнала, содержащий два интегратора, подключенные к делителю напряжения, выход которого связан с блоком вычисления арктангенса, и фазовращатель .на 90, отличающийся тем, что, с целью повышения точности в диапазоне звуковых и инфразвуковых частот при времени измерения, меньшем половины длительности периода сигнала, он снабжен двумя одинаковыми,режекторными фильтрами, выполненными из последовательно соединенных усиллтеля,,дополнительного интегратора, связан ного с одним входом сумматора, другой вход которого через дифференциатор подключен к входу усилителя, причем вход усилителя одного режекторного фильтра подсоединен к источнику сигнала непосредственно, вход другого— через фазовращатель на 90, а выход сумма30 тора каждого режектррного фильтра подключен к входу соопветспвующего интегратора измерителя.

428303

Составитель Л. Прохорова

Техред Т. Курнлко Корректор И. Симкина

Редактор Т. Юрчикова

Тип. Харьк. фил. пред. «Патент»

Заказ 768/78 Изд. № 1619 Тираж 678 Подписное

ЦНИИПИ Государственного комитета Совета Министров СССР по делам изобретений и открытий

Москва, 7К-35, Раушская наб., д. 4!5