+

RU2046360C1 - Device for measuring phase shift between two signals - Google Patents

Device for measuring phase shift between two signals Download PDF

Info

Publication number
RU2046360C1
RU2046360C1 RU93030485A RU93030485A RU2046360C1 RU 2046360 C1 RU2046360 C1 RU 2046360C1 RU 93030485 A RU93030485 A RU 93030485A RU 93030485 A RU93030485 A RU 93030485A RU 2046360 C1 RU2046360 C1 RU 2046360C1
Authority
RU
Russia
Prior art keywords
input
output
adder
signals
voltage
Prior art date
Application number
RU93030485A
Other languages
Russian (ru)
Other versions
RU93030485A (en
Inventor
Борис Георгиевич Келехсаев
Original Assignee
Борис Георгиевич Келехсаев
Priority date (The priority date is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the date listed.)
Filing date
Publication date
Application filed by Борис Георгиевич Келехсаев filed Critical Борис Георгиевич Келехсаев
Priority to RU93030485A priority Critical patent/RU2046360C1/en
Application granted granted Critical
Publication of RU2046360C1 publication Critical patent/RU2046360C1/en
Publication of RU93030485A publication Critical patent/RU93030485A/en

Links

Images

Landscapes

  • Measuring Phase Differences (AREA)

Abstract

FIELD: measuring devices. SUBSTANCE: device has memory unit, first and second amplitude detectors, pulse generator, first and second adders, trigonometric conversion unit, first and second input buses, output bus and corresponding connections. EFFECT: increased functional capabilities. 2 cl, 4 dwg

Description

Изобретение относится к измерительной технике, в частности к устройствам измерения сдвига фаз двух гармонических сигналов, и может быть использовано в фазометрах инфранизкочастотного диапазона, при калибровке измерительных каналов. К устройству предъявляются требования обеспечения высокой точности измерения разности фаз Fo, лежащих в первом квадранте (O < Fo < π/2), для сигналов, допускающих изменение амплитуд в широком динамическом диапазоне при наличии постоянных составляющих в сигналах.The invention relates to measuring equipment, in particular to devices for measuring the phase shift of two harmonic signals, and can be used in phase meters of the infra-low frequency range, when calibrating the measuring channels. The device is required to ensure high accuracy of measuring the phase difference F o lying in the first quadrant (O <F o <π / 2) for signals that allow amplitudes to change in a wide dynamic range in the presence of constant components in the signals.

Известно простое устройство определения сдвига фаз [1] содержащее перемножитель этих исследуемых сигналов и устройство, выделяющее постоянную составляющую полученного от перемножения сигналов. Величина напряжения этой постоянной составляющей пропорциональна абсолютному значению фазового сдвига. A simple device for determining the phase shift [1] containing a multiplier of these studied signals and a device that emits a constant component obtained from the multiplication of signals is known. The voltage value of this constant component is proportional to the absolute value of the phase shift.

Устройство характеризуется незначительной точностью определения, особенно в инфранизкочастотной области, из-за необходимости выделять постоянную составляющую с высокой точностью, полученную от перемножения сигналов, погрешность существенно возрастает при наличии постоянной составляющей, хотя бы в одном из сигналов. The device is characterized by insignificant accuracy of determination, especially in the infra-low-frequency region, because of the need to isolate the constant component with high accuracy obtained from the multiplication of signals, the error increases significantly if there is a constant component, at least in one of the signals.

Более сложные устройства позволяют повысить точность. Так, в [2] рассмотрено устройство для измерения фазового сдвига между двумя напряжениями, содержащее два ключевых детектора и общий вспомогательный гетеродин-генератор синуса с частотой, близкой к частоте в кратное число раз большей частоты измеряемых колебаний, а также преобразователи синуса в остроконечные импульсы, фильтры нижних частот с соответствующими связями. More sophisticated devices can improve accuracy. So, in [2], a device for measuring the phase shift between two voltages was considered, containing two key detectors and a common auxiliary sine heterodyne generator with a frequency close to that of a factor many times the frequency of the measured oscillations, as well as sinus to spike pulses converters, low-pass filters with associated links.

Устройство измеряет вместо искомого значения разности фаз другие значения разности фаз, при этом измеряет также и отношение частот, поэтому точность такого устройства невысока, особенно при наличии постоянной составляющей в одном или обоих сигналах. Instead of the required value of the phase difference, the device measures other values of the phase difference, and also measures the frequency ratio, therefore the accuracy of such a device is low, especially if there is a constant component in one or both signals.

В [3] предложено устройство для измерения фазового сдвига двух синусоидальных сигналов, содержащее модулятор, генератор несущей частоты, фильтр низкой частоты, регистратор, демодулятор, множительное устройство, которое имеет преимущество перед [2] однако оно является невысоким по точности, так как используется много промежуточных действий модуляция, демодуляция, перемножение. Точность измерений существенно снижается при уменьшении амплитуды исследуемых сигналов и при наличии постоянной составляющей в исследуемых сигналах. In [3], a device was proposed for measuring the phase shift of two sinusoidal signals, comprising a modulator, a carrier frequency generator, a low-pass filter, a registrar, a demodulator, a multiplier device, which has an advantage over [2] but it is low in accuracy, since it uses a lot of intermediate actions modulation, demodulation, multiplication. The measurement accuracy decreases significantly with a decrease in the amplitude of the studied signals and in the presence of a constant component in the studied signals.

Наиболее близким техническим решением к заявляемому по большему количеству сходных технических признаков является устройство [4] содержащее фильтрующие устройства, отделяющие синусоидальные сигналы от постоянной составляющей, фазосдвигающие блоки, которые сдвигают оба сигнала на угол π/2 в сторону опережения, и аналоговый запоминающий блок с устройствами выборки-хранения, который измеряет и запоминает четыре мгновенных сигнала в одно и тоже время (два после фильтра и два после фазосдвигающих блоков), а разность фаз определяют с помощью управляемого блока регистрации по формуле Fo signU11[arccosU12/

Figure 00000001
signU21[arccosU22/
Figure 00000002

Как видно из этого выражения, устройство содержит блоки деления, функциональные преобразователи, содержащие сумматоры, квадраторы, блоки извлечения квадратного корня, тригонометрические преобразователи, сумматоры с блоками управления знаком (управляемыми усилителями).The closest technical solution to the claimed one for a larger number of similar technical features is a device [4] containing filtering devices that separate sinusoidal signals from a constant component, phase-shifting units that shift both signals by an angle π / 2 in the advance direction, and an analog storage unit with devices sample-storage, which measures and remembers four instantaneous signals at the same time (two after the filter and two after the phase-shifting units), and the phase difference is determined using managed registration unit according to the formula F o signU 11 [arccosU 12 /
Figure 00000001
signU 21 [arccosU 22 /
Figure 00000002

As can be seen from this expression, the device contains division blocks, functional converters containing adders, quadrants, square root extraction blocks, trigonometric converters, adders with sign control units (controlled by amplifiers).

В результате погрешность измерения фазового сдвига будет велика особенно в области инфранизких частот из-за наличия четырех составляющих погрешностей от измерений четырех мгновенных значений. При уменьшении величин исследуемых сигналов погрешность увеличивается из-за величины остаточной постоянной составляющей на выходе каждого из фильтров и фазосдвигающих блоков. Эти постоянные составляющие можно учитывать в каждом из четырех измерительных каналов, однако при этом будет очень громоздкая схема для коррекции величин постоянных составляющих даже для измерения Fo в одном квадранте.As a result, the error in the measurement of the phase shift will be large especially in the region of infra-low frequencies due to the presence of four component errors from the measurements of four instantaneous values. With a decrease in the values of the studied signals, the error increases due to the value of the residual constant component at the output of each of the filters and phase-shifting units. These constant components can be taken into account in each of the four measuring channels, however, there will be a very cumbersome circuit for correcting the values of the constant components even for measuring F o in one quadrant.

Целью изобретения является повышение точности измерения при наличии в сигналах постоянных составляющих. The aim of the invention is to improve the accuracy of measurement in the presence of dc signals.

Цель в устройстве для измерения сдвига фаз двух сигналов, содержащем блок выборки-хранения, информационный вход которого соединен с первым входом устройства, тригонометрический преобразователь и два сумматора, достигается тем, что оно дополнительно содержит формирователь импульсов и два амплитудных детектора, входы которых подключены к первому входу устройства, выходы первого и второго амплитудных детекторов подключены к первому и второму входам первого сумматора, соответственно, первый выход которого подключен к первому входу тригонометрического преобразователя, второй вход которого подключен к выходу второго сумматора, первый и второй входы которого соединены со вторым выходом первого сумматора и выходом блока выборки-хранения, соответственно, вход формирователя импульсов подключен к второму входу устройства, а выход к управляющему входу блока выборки-хранения, выход тригонометрического преобразователя является выходом устройства; первый сумматор содержит блок суммирования и блок вычитания, соответствующие входы которых попарно соединены между собой и подключены к первому и второму входам первого сумматора, соответственно, выходы блока суммирования и блока вычитания подключены к первому и второму выходам первого сумматора, соответственно. The purpose of the device for measuring the phase shift of two signals, containing a sample-storage unit, the information input of which is connected to the first input of the device, a trigonometric converter and two adders, is achieved by the fact that it additionally contains a pulse shaper and two amplitude detectors, the inputs of which are connected to the first the input of the device, the outputs of the first and second amplitude detectors are connected to the first and second inputs of the first adder, respectively, the first output of which is connected to the first input of the trigo a measuring transducer, the second input of which is connected to the output of the second adder, the first and second inputs of which are connected to the second output of the first adder and the output of the sample-storage unit, respectively, the input of the pulse former is connected to the second input of the device, and the output to the control input of the sample-storage unit , the output of the trigonometric transducer is the output of the device; the first adder contains a summing unit and a subtraction unit, the corresponding inputs of which are paired together and connected to the first and second inputs of the first adder, respectively, the outputs of the summing unit and the subtraction unit are connected to the first and second outputs of the first adder, respectively.

При делении двух синусоидальных (отфильтрованных от постоянной составляющей) сигналов x(t), y(t) одной частоты сигнал-частное f(t) x(t)/y(t) представляет собой функцию времени:
f(t) [Asin(ω t + F1)]/[Bsin(ω t + F2)] (1) где Bsin(ω t + F2) ≠0; F1 и F2 начальные фазы двух исследуемых сигналов; A и B амплитуды исследуемых колебаний.
When dividing two sinusoidal (filtered from the constant component) signals x (t), y (t) of the same frequency, the signal-to-frequency f (t) x (t) / y (t) is a function of time:
f (t) [Asin (ω t + F 1 )] / [Bsin (ω t + F 2 )] (1) where Bsin (ω t + F 2 ) ≠ 0; F 1 and F 2 the initial phases of the two studied signals; A and B are the amplitudes of the studied vibrations.

Функция f(t) будет периодической прерывной функцией и по виду напоминать функции тангенсов или котангенсов. The function f (t) will be a periodic discontinuous function and in appearance will resemble the functions of tangents or cotangents.

В случае F1 > F2, F2 0 выражение (1) можно записать следующим образом для K > 0, 0≅ Fo ≅ π /2:
f(t) K[cosFo + sinFo ctg(2 π t/T)] (2) где T 2 π / ω; Fo разность фаз между исследуемыми колебаниями.
In the case of F 1 > F 2 , F 2 0, expression (1) can be written as follows for K> 0, 0 ≅ F o ≅ π / 2:
f (t) K [cosF o + sinF o ctg (2 π t / T)] (2) where T 2 π / ω; F o the phase difference between the studied vibrations.

На середине рассматриваемого полупериода сигнала-делителя вторые слагаемые обращаются в ноль, поэтому для (2) получим выражение для определения значений фазового сдвига Fo двух отфильтрованных от постоянной составляющей сигналов, заменяя f(t) и К отношением сигналов в моменты времени t1 и t2:
Fo arccos[U(t1)/U(t2)] (3) где Uхф отфильтрованный от постоянной составляющей сигнал;
t1 момент времени, когда опорный сигнал напряжения Uy(t) достигает своего экстремума;
t2 момент времени, когда измерительный сигнал напряжения Ux(t) достигает своего экстремума.
In the middle of the half-period of the divider signal under consideration, the second terms vanish, therefore, for (2) we obtain an expression for determining the phase shift values F o of the two signals filtered from the constant component, replacing f (t) and K by the ratio of signals at time instants t 1 and t 2 :
F o arccos [U xph (t 1 ) / U xph (t 2 )] (3) where U hf is the signal filtered from the constant component;
t 1 moment of time when the voltage reference signal Uy (t) reaches its extremum;
t 2 the point in time when the measuring voltage signal Ux (t) reaches its extremum.

На фиг.1 представлена функциональная схема устройства. Figure 1 presents the functional diagram of the device.

Устройство для измерения сдвига фаз двух сигналов содержит блок 1 выборки-хранения, первый и второй амплитудные детекторы 2 и 3, формирователь 4 импульсов, первый сумматор 5, второй сумматор 6, тригонометрический преобразователь 7. A device for measuring the phase shift of two signals contains a sampling-storage unit 1, first and second amplitude detectors 2 and 3, a pulse shaper 4, a first adder 5, a second adder 6, a trigonometric transducer 7.

Блоки в устройстве соединены между собой следующим образом. Первый вход устройства соединен с входами первого и второго амплитудных детекторов 2 и 3, а также с первым входом блока 1 выборки, хранения. Второй вход устройства соединен со входом формирователя 4 импульсов, выход которого подключен ко второму (управляющему) входу блока 1 выборки-хранения. Выходы первого амплитудного детектора 2 и второго амплитудного детектора 3 подключены, соответственно, к первому и второму входам первого сумматора 5. Первый и второй выходы первого сумматора 5 соединены с первым входом тригонометрического преобразователя 7 и первым входом второго сумматора 6 соответственно. Выход блока 1 выборки-хранения соединен с вторым входом второго сумматора 6, выход которого соединен с вторым входом тригонометрического преобразователя 7. The blocks in the device are interconnected as follows. The first input of the device is connected to the inputs of the first and second amplitude detectors 2 and 3, as well as to the first input of the sampling unit 1, storage. The second input of the device is connected to the input of the pulse shaper 4, the output of which is connected to the second (control) input of the sampling-storage unit 1. The outputs of the first amplitude detector 2 and the second amplitude detector 3 are connected, respectively, to the first and second inputs of the first adder 5. The first and second outputs of the first adder 5 are connected to the first input of the trigonometric transducer 7 and the first input of the second adder 6, respectively. The output of the sample-storage unit 1 is connected to the second input of the second adder 6, the output of which is connected to the second input of the trigonometric transducer 7.

На фиг. 2 представлена структурная схема первого сумматора 5. Первый сумматор 5 содержит блок 8 суммирования и блок 9 вычитания. Соответствующие входы блока 8 суммирования и блока 9 вычитания попарно соединены между собой и подключены к первому и второму входам первого сумматора 5, соответственно. Выходы блока суммирования 8 и блока вычитания 9 соединены с первым и вторым выходами первого сумматора 5 соответственно. In FIG. 2 is a structural diagram of a first adder 5. The first adder 5 comprises a summing unit 8 and a subtraction unit 9. The corresponding inputs of the summing unit 8 and the subtraction unit 9 are paired together and connected to the first and second inputs of the first adder 5, respectively. The outputs of the summing unit 8 and the subtracting unit 9 are connected to the first and second outputs of the first adder 5, respectively.

Устройство работает следующим образом. Один из исследуемых гармонических сигналов (см.фиг.3а), например Ux(t), является измерительным, а сигнал Uy(t) является опорным. Тогда входной сигнал Ux(t) можно представить, как Ux(t) Ao sin(ω t + Fx) + Uc, где Ao амплитуда; ω круговая частота; Fx начальная фаза; Uc постоянная составляющая входного напряжения Ux(t). Это напряжение Ux(t) с первого входа устройства поступает одновременно на входы первого амплитудного детектора 2, второго амплитудного детектора 3 и первый вход блока 1 выборки-хранения. Входной опорный сигнал напряжения Uy(t) Bo sin(ω t + Fy) + Uo с второго входа устройства поступает на вход формирователя импульсов 4. Искомый сдвиг фаз Fo равен Fo Fx Fy.The device operates as follows. One of the studied harmonic signals (see Fig. 3a), for example, U x (t), is a measuring one, and the signal U y (t) is a reference. Then the input signal Ux (t) can be represented as U x (t) A o sin (ω t + F x ) + U c , where A o is the amplitude; ω circular frequency; F x initial phase; U c is the constant component of the input voltage U x (t). This voltage U x (t) from the first input of the device is supplied simultaneously to the inputs of the first amplitude detector 2, the second amplitude detector 3 and the first input of the sample-storage unit 1. The input voltage reference signal U y (t) B o sin (ω t + F y ) + U o from the second input of the device is supplied to the input of the pulse shaper 4. The desired phase shift F o is equal to F o F x F y .

Первый амплитудный детектор 2 выделяет амплитуду положительной полуволны, а второй амплитудный детектор 3 выделяет амплитуду отрицательной полуволны измерительного сигнала напряжения Ux(t). Следовательно, на выходе первого амплитудного детектора 2 получают напряжение U2 Ao + + Uc; а на выходе второго амплитудного детектора 3 получают напряжение U3 Ao Uc, где Uc постоянная составляющая сигнала Ux(t). Напряжения U2 и U3 соответственно поступают на первый и второй входы первого сумматора 5, а именно на соответствующие входы блоков 8 суммирования и вычитания 9, имеющих коэффициенты передачи K2 K3 0,5. При суммировании и вычитании напряжений U2 и U3 на выходе первого сумматора 5 получают, соответственно, напряжения U5 - 1 (U2 + U3)/2Ux(t2)-Uc= Ao и U5 - 2 (U2 U3)/2 Uc.The first amplitude detector 2 extracts the amplitude of the positive half-wave, and the second amplitude detector 3 extracts the amplitude of the negative half-wave of the measuring voltage signal Ux (t). Therefore, at the output of the first amplitude detector 2 receive voltage U 2 A o + + U c ; and at the output of the second amplitude detector 3, a voltage U 3 A o U c is obtained, where U c is the constant component of the signal Ux (t). Voltages U 2 and U 3, respectively, are applied to the first and second inputs of the first adder 5, namely, to the corresponding inputs of the summing and subtracting units 8, having transmission factors K 2 K 3 0.5. When summing and subtracting the voltages U 2 and U 3 at the output of the first adder 5, respectively, the voltages U 5 - 1 (U 2 + U 3 ) / 2U x (t 2 ) -U c = A o and U 5 - 2 ( U 2 U 3 ) / 2 U c .

Напряжение U5 - 2 Uc поступает на первый вход второго сумматора 6, на второй вход которого поступает напряжение U1 с выхода блока 1 выборки-хранения.The voltage U 5 - 2 U c is supplied to the first input of the second adder 6, the second input of which receives the voltage U1 from the output of block 1 of the sample-storage.

Формирователь 4 импульсов формирует логические сигналы напряжения U4, которые являются управляющими сигналами для блока 1 выборки-хранения. Они поступают на второй (управляющий) вход блока 1 выборки-хранения. Формирование этих выходных импульсов U4 поясняется диаграммой фиг.3б. логическая единица напряжения U4 является сигналом "хранение" и появляется в момент времени t1, когда напряжение Uy(t) сигнала-делителя достигает своего экстремального значения, поэтому его постоянная составляющая Uo не влияет на формирование сигнала "Хранение". Логический "0" является сигналом "выборка" для блока 1 выборки-хранения. На фиг.4в-г показано, как формируются выходные импульсы в интервале времени, соответствующем режиму "Хранение", начинающемуся с момента времени t1 и стремящемуся к моменту времени t3.Shaper 4 pulses generates logical signals of voltage U 4 , which are control signals for block 1 sample-storage. They arrive at the second (control) input of the block 1 sample-storage. The formation of these output pulses U 4 is illustrated by the diagram figb. the logical unit of voltage U 4 is the “storage” signal and appears at time t 1 when the voltage U y (t) of the divider signal reaches its extreme value, therefore its constant component U o does not affect the formation of the “Storage” signal. Logical "0" is the signal "sample" for block 1 sample-storage. On figv-g shows how the output pulses are formed in the time interval corresponding to the "Storage" mode, starting from time t 1 and tending to time t 3 .

Таким образом, на соответствующие входы тригонометрического преобразователя 7 в период времени "Хранение", соответствующий интервалу времени от t1 до t3, поступают напряжения U5 - 1 с первого выхода первого сумматора 5 U5 - 1 Ux(t2) Uc, равное амплитуде Ao сигнала Ux(t), и напряжение U6 с выхода второго сумматора 6, равное U6 Ux(t1) Uc в момент времени t1, когда опорное напряжение Uy(t) достигает своего экстремума (фиг.3а).Thus, the corresponding inputs of the trigonometric transducer 7 in the period of time "Storage", corresponding to the time interval from t 1 to t 3 , the voltage U 5 - 1 from the first output of the first adder 5 U 5 - 1 U x (t 2 ) U c equal to the amplitude A o of the signal U x (t), and the voltage U 6 from the output of the second adder 6, equal to U 6 U x (t 1 ) U c at time t 1 , when the reference voltage U y (t) reaches its extremum (figa).

Тригонометрический преобразователь 7 выполняет функцию арккосинусного преобразователя, на выходе которого получают напряжение U7, пропорциональное значению arccos[U6/U5 - 1] где напряжения U6 и U5- 1 являются напряжениями на первом и втором входах соответственно. Следовательно, напряжение U7 будет равно U7arccos{[Ux(t1)-Uc]/[Ux(t2)-Uc]arccos{Uхф(t1)/Uхф(t2)]
Тригонометрический преобразователь 7 можно построить разными путями, сначала выполнив операцию деления, например, с помощью последовательно соединенных блока деления и тригонометрического преобразователя, на выходе которого получают напряжение постоянного тока, пропорциональное напряжению на выходе блока деления. Или с помощью тригонометрического преобразователя импульсного действия с опорным генератором, на выходе такого преобразователя получают импульсы, длительность которых пропорциональна частному от деления сигналов напряжения U6 и U5 - 1.
Converter 7 performs trigonometric function arkkosinusnogo converter outputs a U 7 a voltage proportional to the value arccos [U 6 / U 5 - 1] where voltage U 6 and U 5- 1 are the voltages on the first and second inputs, respectively. Therefore, the voltage U 7 will be equal to U 7 arccos {[U x (t 1 ) -U c ] / [U x (t 2 ) -U c ] arccos {U хф (t 1 ) / U хф (t 2 )]
The trigonometric transducer 7 can be constructed in different ways, by first performing the division operation, for example, using a series-connected division unit and a trigonometric converter, the output of which receives a DC voltage proportional to the voltage at the output of the division unit. Or using a trigonometric pulse converter with a reference generator, pulses are obtained at the output of such a converter, the duration of which is proportional to the quotient of the division of voltage signals U 6 and U 5 - 1 .

Во втором случае амплитуда сигналов опорного генератора устанавливается равной напряжению амплитуды Ao сигнала Ux(t), это напряжение поступает на один вход блока сравнения тригонометрического преобразователя 7, на второй вход поступает пороговое напряжение Ux(t1)-Uc, в результате на выходе тригонометрического преобразователя 7 формируется последовательность импульсов напряжения U7, длительность которых пропорциональна значению arccos{ [Ux(t1)-Uc]/[Ux(t2)-Uc]
Схема устройства не изменится, если для определения фазового сдвига использовать значение arcsin{[Ux(t3)-Uc]/Ux(t2)-Uc]
При необходимости определения знака и расширения интервала измеряемых фазовых сдвигов в устройство следует добавить блок определения соотношения фаз и управляемый сумматор.
In the second case, the amplitude of the signals of the reference generator is set equal to the voltage of the amplitude A o of the signal U x (t), this voltage is supplied to one input of the comparison unit of the trigonometric transducer 7, the threshold voltage U x (t 1 ) -U c is supplied to the second input, as a result at the output of the trigonometric converter 7, a sequence of voltage pulses U 7 is formed , the duration of which is proportional to the value of arccos {[U x (t 1 ) -U c ] / [U x (t 2 ) -U c ]
The device scheme will not change if the arcsin value is used to determine the phase shift {[U x (t 3 ) -U c ] / U x (t 2 ) -U c ]
If it is necessary to determine the sign and extend the interval of measured phase shifts, a unit for determining the phase ratio and a controlled adder should be added to the device.

Устройство для измерения фаз двух сигналов построено с помощью стандартных элементов. Блок 1 выборки-хранения построен, как в [5] в качестве амплитудных детекторов 2 и 3 можно использовать пиковые детекторы, аналогичные [5] Формирователь 4 импульсов состоит из последовательно соединенных фильтра верхних частот и компаратора знака, как представлено в [5] Сумматоры 5 и 6 можно выполнить аналогично приведенному в [5] В качестве тригонометрического преобразователя 7, к примеру, можно использовать арккосинусный преобразователь, как в [6]
Достоинством предлагаемого устройства является сохранение высокой точности измерений на инфранизких частотах при наличии в сигналах постоянных составляющих в условиях, когда амплитуды сигналов изменяются в большом динамическом диапазоне.
A device for measuring the phases of two signals is built using standard elements. Sampling-storage unit 1 is constructed, as in [5], peak detectors similar to [5] can be used as amplitude detectors 2 and 3; Pulse generator 4 consists of a high-pass filter and a sign comparator connected in series, as presented in [5] Adders 5 and 6 can be performed similarly to that given in [5] As a trigonometric transducer 7, for example, you can use the arccosine transducer, as in [6]
The advantage of the proposed device is the preservation of high accuracy of measurements at infralow frequencies in the presence of constant components in the signals under conditions when the signal amplitudes vary in a large dynamic range.

Анализ погрешности используемых в устройстве звеньев и блоков показывает, что суммарная погрешность составляет около 0,1% что является более высоким показателем по сравнению с погрешностями современных цифровых приборов для измерения фазовых сдвигов. Достоинством предлагаемого устройства является также возможность с его помощью изготавливать малогабаритную, экономичную, но прецизионную измерительную аппаратуру. An analysis of the error of the links and blocks used in the device shows that the total error is about 0.1%, which is a higher indicator compared to the errors of modern digital devices for measuring phase shifts. The advantage of the proposed device is also the ability to use it to produce small-sized, economical, but precision measuring equipment.

Claims (2)

1. УСТРОЙСТВО ДЛЯ ИЗМЕРЕНИЯ СДВИГА ФАЗ ДВУХ СИГНАЛОВ, содержащее блок выборки-хранения, информационный вход которого соединен с первым входом устройства, тригонометрический преобразователь, первый и второй сумматоры, отличающееся тем, что в него введены формирователь импульсов, первый и второй амплитудные детекторы, входы которых подключены к первому входу устройства, выходы к первому и второму входам первого сумматора соответственно, первый выход которого подключен к первому входу тригонометрического преобразователя, второй вход которого подключен к выходу второго сумматора, первый и второй входы которого соединены с вторым выходом первого сумматора и выходом блока выборки-хранения соответственно, вход формирователя импульсов подключен к второму входу устройства, а выход к управляющему входу блока выборки-хранения, выход тригонометрического преобразователя является выходом устройства. 1. DEVICE FOR MEASURING PHASE SHIFT OF TWO SIGNALS, containing a sampling-storage unit, the information input of which is connected to the first input of the device, a trigonometric converter, first and second adders, characterized in that a pulse shaper, first and second amplitude detectors, inputs are introduced into it which are connected to the first input of the device, the outputs to the first and second inputs of the first adder, respectively, the first output of which is connected to the first input of the trigonometric converter, the second input is it is connected to the output of the second adder, the first and second inputs of which are connected to the second output of the first adder and the output of the sample-storage unit, respectively, the input of the pulse shaper is connected to the second input of the device, and the output to the control input of the sample-storage unit, the output of the trigonometric converter is an output devices. 2. Устройство по п. 1, отличающееся тем, что первый сумматор содержит блок суммирования и блок вычитания, соответствующие входы которых попарно соединены между собой и подключены к первому и второму входам первого сумматора соответственно, выходы блока суммирования и блока вычитания подключены к первому и второму выходам первого сумматора соответственно. 2. The device according to claim 1, characterized in that the first adder comprises a summing unit and a subtraction unit, the corresponding inputs of which are paired together and connected to the first and second inputs of the first adder, respectively, the outputs of the summing unit and the subtraction unit are connected to the first and second the outputs of the first adder, respectively.
RU93030485A 1993-06-03 1993-06-03 Device for measuring phase shift between two signals RU2046360C1 (en)

Priority Applications (1)

Application Number Priority Date Filing Date Title
RU93030485A RU2046360C1 (en) 1993-06-03 1993-06-03 Device for measuring phase shift between two signals

Applications Claiming Priority (1)

Application Number Priority Date Filing Date Title
RU93030485A RU2046360C1 (en) 1993-06-03 1993-06-03 Device for measuring phase shift between two signals

Publications (2)

Publication Number Publication Date
RU2046360C1 true RU2046360C1 (en) 1995-10-20
RU93030485A RU93030485A (en) 1995-11-10

Family

ID=20142969

Family Applications (1)

Application Number Title Priority Date Filing Date
RU93030485A RU2046360C1 (en) 1993-06-03 1993-06-03 Device for measuring phase shift between two signals

Country Status (1)

Country Link
RU (1) RU2046360C1 (en)

Cited By (1)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
RU2463701C2 (en) * 2010-11-23 2012-10-10 Государственное образовательное учреждение высшего профессионального образования Московский технический университет связи и информатики (ГОУ ВПО МТУСИ) Digital method and device to determine instantaneous phase of received realisation of harmonic or quasiharmonic signal

Non-Patent Citations (6)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Title
1. Кофлин Р., Дрискол Ф. Операционные усилители и линейные интегральные схемы. М.: Мир, 1979, с.208-209. *
2. Авторское свидетельство СССР N 135968, кл. G 01R 25/00, 1961. *
3. Авторское свидетельство СССР N 458777, кл. G 01R 25/00, 1975. *
4. Авторское свидетельство СССР N 1503025, кл. G 01R 25/00, 1989. *
5. Алексеенко А.Г., Коломбет Е.А., Стародуб Г.И. Применение прецизионных аналоговых ис. М.: Советское радио, 1980, с. 182; 183-184; 168; 77. *
6. Авторское свидетельство СССР N 506027, кл. G 06G 7/22, 1974. *

Cited By (1)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
RU2463701C2 (en) * 2010-11-23 2012-10-10 Государственное образовательное учреждение высшего профессионального образования Московский технический университет связи и информатики (ГОУ ВПО МТУСИ) Digital method and device to determine instantaneous phase of received realisation of harmonic or quasiharmonic signal

Similar Documents

Publication Publication Date Title
US7054778B2 (en) Method and device for processing analogue output signals from capacitive sensors
CN104155521A (en) Method and apparatus for determining phase difference
US6285719B1 (en) Digital phase sensitive rectification of AC driven transducer signals
RU2046360C1 (en) Device for measuring phase shift between two signals
JP3608952B2 (en) Impedance measuring apparatus and impedance measuring method
RU2154834C2 (en) Method of measurement of components of impedance and device for its implementation
RU2037833C1 (en) Device for measuring phase shifts of signals with known amplitude relations
RU2020494C1 (en) Device for measuring phase shift of two sinusoidal signals
RU2007736C1 (en) Device for determination of phase shift between two sine signals
JP2587970B2 (en) Impedance measuring device
RU2039361C1 (en) Method for determining phase difference between two signals
RU2374753C2 (en) Method of detecting phase-modulated oscillations
RU163230U1 (en) AC VOLTAGE TRANSMITTER
RU205166U1 (en) AC / DC MEASURING CONVERTER
RU2039362C1 (en) Device for measuring phase shift of signals with known ratio of their amplitudes
RU2010246C1 (en) Method of harmonic analysis of signals
RU2035743C1 (en) Method for determining phase-quadrature sine-wave signals
RU196115U1 (en) HARMONIC FREQUENCY METER
RU2090900C1 (en) Distortion factor signal measuring technique
RU2404438C1 (en) Signal real-time analysis device
RU2037160C1 (en) Method of measuring phase shift of two sinusoidal signals
RU2025774C1 (en) Apparatus for extraction of square root from product of two values
RU2037831C1 (en) Method of measuring phase relations between two sinusoidal signals
SU928252A1 (en) Method and device for measuring phase shift
RU2053553C1 (en) Device for calculation of square root from difference of known and unknown values
点击 这是indexloc提供的php浏览器服务,不要输入任何密码和下载