Способ определения разности фаз на высокой частоте

 

Изобретение относится к электроизмерительной технике и может быть использовано при разработке высокочастотных цифровых фазометров. Целью изобретения - повышение точности определения разности фаз высокочастотных периодических сигналов в диапазоне 0-180°. Способ заключается в формировании из входных сигналов импульсных сигналов со скважностью 1/2, формировании фазового интервала, измерении фазового интервала и периода путем подсчета заполняющих импульсов с генератора случайных импульсов, накоплении массива информации и определении разности фаз РФ по формуле РФ - (Ko/(Ki + Ко)). 180, где РФ - средняя разность фаз за время измерения, Ко - количество О в массиве , Ki - количество 1 в массиве, определение погрешности измерения в заданном массиве, сравнении ее с заданным значением , а в случае превышения погрешности заданного знамения выполнены накопления дополнительного массива с последующимопределением разности фаз, погрешности, сравнения и т.д. 1 ил. (Л

СОЮЗ СОВЕТСКИХ

СОЦИАЛИСТИЧЕСКИХ

РЕСПУБЛИК (я)5 G 01 R 25/00

ГОСУДАРСТВЕННОЕ ПАТЕНТНОЕ

ВЕДОМСТВО СССР (ГОСПАТЕНТ СССР) ОПИСАНИЕ ИЗОБРЕТЕНИЯ

К АВТОРСКОМУ СВИДЕТЕЛЬСТВУ (21) 4823463/21 (22) 21.03.90 (46) 15.02.93. Бюл. ГФ 6 (71) Всесоюзный научно-исследовательский центр по изучению свойств поверхности и вакуума (72) А.М.Гурари и Ж.Желкобаев (56) Авторское свидетельство СССР

N 1408383, кл. G 01 R 25/00, 1988.

Цифровые методы измерения сдвига фаз, Новосибирск, Наука, 1979, с. 23-25, 158, 161. (54) СПОСОБ ОПРЕДЕЛЕНИЯ РАЗНОСТИ

ФАЗ НА ВЫСОКОЙ ЧАСТОТЕ (57) Изобретение относится к электроиэмерительной технике и может быть использовано при разработке высокочастотных цифровых фазометров, Целью изобретения — повышение точности определения разноИзобретение относится к электроизмерительной технике и может быть использовано при разработке высокочастотных цифровых фазометров и высокой точности в диапазоне 0-180 градусов.

Целью изобретения является повышение точности определения разности фаз двух высокочастотных периодических сигналов в диапазоне 0 — 180 градусов.

На чертеже изображена структурная схема для осуществления способа определения разности фаз на высокой частоте.

В нее входят формирователи 1 и 2, логический элемент ИСКЛ ЮЧАЮЩЕ Е ИЛИ 3, арифметический блок 4 и генератор случайных импульсов 5, Входные сигналы подают на формирователи 1 и 2, выходы которых присоединены на входы логического элемента ИСКЛЮЧА,,5U,, 1795379 А1 сти фаэ высокочастотных периодических сигналов в диапазоне 0-180 . Способ заключается в формировании из входных сигналов импульсных сигналов со скважностью

1/2, формировании фазового интервала, йзмерении фазового интервала и периода путем подсчета заполняющих импульсов с генератора случайных импульсов, накоплении массива информации и определении разности фаз Рф по формуле Рф -(КО/(К1+

КО)).180, где Pe — средняя разность фаэ эа время измерения, КΠ— количество "0" в массиве, К1 — количество "1" в массиве, определение погрешности измерения в заданном массиве, сравнении ее с заданным значением, а в случае превышения погрешности заданного значения выполнены накопления дополнительного массива с последующим определением разности фаз, погрешности, сравнения и т.д, 1 ил.

ЮЩЕЕ ИЛИ 3, выход которого связан с информационным входом арифметического устройства 4, а на вход записи арифметического устройства 4 подают сигнал с генератора случайных импульсов 5.

Способ функционирует следующим образом.

Входные сигналы преобразуют в прямоугольные сигналы логических уровней со скважностью,равной 1/2, формируют фазовый интервал и период сигнала измеряют фазовый интервал и период сигнала подсчетом числа импульсов с генератора случайных импульсов. Генератор случайных импульсов представляет собой устройство, которое вырабатывает короткие импульсы с интервалами времени между импульсами, равномерно распределенными в некотором диапазоне. Таким образом, арифметиче1795379

35 ское устройство накапливает массив, состоящий из логических 0 и 1. Разность фаз вычисляют по формуле

Pe = (Ko/K1+ Ko) ° 180; где Рф — средняя разность фаз за время измерения;

Ko — количество О в массиве, соответствующее фазному интервалу;

K> — количество 1 в массиве, соответствующее дополнению фазового интервала до периода.

Во время измерения, в случае когда разность фаз входных сигналов равна 0 град, на выходе логического элемента ИСКЛ ЮЧАЮЩЕЕ ИЛИ 3 постоянно присутствует 1, и в записываемом в арифметическое устройство 4 массиве имеются только 1, в случае же когда разность фаз равна 180 град, в масси ве имеются только О. Когда же разность фаз имеет промежуточное значение,на выходе элемента ИСКЛЮЧАЮЩЕЕ ИЛЙ 3 появляется логический 0 с частотой входных сигналов и скважностью, пропорциональной разности .фаэ. Поскольку сигнал записи с генератора случайных импульсов 5 никак не связан с фазой входных сигналов, т.е. является случайным, накапливая необходимый для заданной точки массив, получают значение разности фаз по приведенной формуле.

Точность измерений при этом можно оценить по стандартным формулам вычисления дисперсии и таблицам коэффициента Стьюдента, Формула изобретения .

Способ определения разности фаз ..на высокой частоте, заключающийся в том, что формируют из входных сигналов импульсные сигналы со скважностью 1/2, формируют по нуль-переходам импульсных сигналов фазовый интервал, измеряют его, измеряют также период входного сигнала, о т л и ч а юшийся теЫ, что, с целью повышения точности определения разности фаз на высокой частоте в диапазоне 0-180 градусов, измерение фазового интервала и периода входных сигналов выполняют подсчетом числа заполняющих импульсов с генератора случайных импульсов, выполняют накопление заданного массива информации, определяют разность фаэ Ре по формуле.

Арифметическое устройство 4 произво- дят накопление некоторого массива (например, 1000 отсчетов).

Затем производят разбиение этого массива по порядку, например на 5 массивов по

200 отсчетов.

Для каждого иэ малых массивов определяется разность фаз по формуле, приведенной в описании,и вычисляется дисперсия.

С помощью таблиц коэффициентов

Стьюдента определяется погрешность измерения при заданном доверительном интервале.

Если погрешность измерения превыша"5 ет заданную, то производится дополнительное накопление массива еще, например, на

1000 отсчетов и снова повторяется определение разности фаз и погрешности, но уже с новым, увеличенным массивом, Если погрешность измерения меньше заданной, то производится выдача результатов измерения и сигнал окончания измерений.

Использование способа измерения разности фаэ на высокой частоте обеспечивает по сравнению с существующими способами значительное повышение точности измерения разности фаз., Кроме того, вследствие возможности

30 заранее задавать необходимую точность измерения имеется возможность минимизи.ровать время измерения и как следствие повысить производительность измерений.

Pe = (Ko/Ks + Ko/) ° 180, где Ko — количество нулей в фазовых интер валах массива;

К1 — количество единиц в интервалах, дополняющих фазовый интервал до периода массива, определяют также погрешность определения разности фаэ в массиве, сравнивают ее с заданным значением и s случае превышения погрешностью заданного значения выполняют накопление дополнительного массива с последующим определением погрешности разности фаз, сравнением погрешности с заданным значением, если погрешность измерения не превышает заданного значения, производится выдача результата разности фаэ.

1795379.!

Составитель М.Котанова

Техред М.Моргентал Корректор А.Козориз

Редактор В.Трубченко

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

Заказ 427 Тираж Подписное

ВНИИПИ Государственного комитета по изобретениям и открытиям при ГКНТ СССР

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