SU1046702A2 - Electrical signal phase shift measuring method - Google Patents

Electrical signal phase shift measuring method Download PDF

Info

Publication number
SU1046702A2
SU1046702A2 SU813333857A SU3333857A SU1046702A2 SU 1046702 A2 SU1046702 A2 SU 1046702A2 SU 813333857 A SU813333857 A SU 813333857A SU 3333857 A SU3333857 A SU 3333857A SU 1046702 A2 SU1046702 A2 SU 1046702A2
Authority
SU
USSR - Soviet Union
Prior art keywords
phase shift
error
value
electrical signal
measuring method
Prior art date
Application number
SU813333857A
Other languages
Russian (ru)
Inventor
Павел Александрович Лопардин
Михаил Кириллович Чмых
Original Assignee
Красноярский Политехнический Институт
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 Красноярский Политехнический Институт filed Critical Красноярский Политехнический Институт
Priority to SU813333857A priority Critical patent/SU1046702A2/en
Application granted granted Critical
Publication of SU1046702A2 publication Critical patent/SU1046702A2/en

Links

Landscapes

  • Measuring Phase Differences (AREA)

Abstract

СПОСОБ ИЗМЕРЕНИЯ СДВИГА ФАЗ ЭЛЕКТРИЧЕСКИХ СИРНАЛОВ по авт.св. № № 928247, о т л и ч а ющ и и с   тем, что, с целью повышени  точности измерени , один из сигналов сдвигают по фазе на удвоенное значение измеренного фазового сдвига и провод т дополнительные измерени  сдвига фаз.METHOD OF MEASURING THE SHEAR OF THE PHASES OF ELECTRIC SIRNALS by auth. No. 928247, that is, so that, in order to improve the measurement accuracy, one of the signals is shifted in phase by twice the value of the measured phase shift and additional measurements of the phase shift are made.

Description

Изобретение отпоситс  к рллиоизм ритплъноЛ технике и может быть испольэовлио дл  измерени  сдвига ф э зашумлентлх электрических сигналов iiiHpoKOM частотном диапазоне. По основному авт.св. № 928247 известен способ измерени  сдвига фа электрических сигналов, заключающийс  в том, что измер еглый сигнал ограничивают, преобразуют по квадратурным составл ющим, перемножают, накапливают и по их отноиюнию определ ют- значение фазового сдвига 1. Недостатком способа  вл етс  лали чие систематической погрешности измерени , завис щей от отношени  сигнал/шум, (с увеличением отношени сигнал/шум погрешность возрастает и достигает 4.1°1 Цель изобретени  - повышение точности измерени  за счет уменьшени  систематической погрешности измерени , завис щей от фазового сдвига Поставленна  цель достигаетс  тем, что согласно способу, заключающемус  в том, что измер емый сигнал предварительно ограничивают, преобразуют по квадратурным составл ющим перемножают составл ющие, накапливают и по отношению их определ ют значение фазового сдвига, один из сигна лов сдвигают по фазе на удвоенное значение измеренного фазового сдвига и провод т дополнительные измерени  сдвига фаз. На фиг.1 и 2 приведены графики, характеризующие зависимость погрешности от фазового сдвига; на фиг.З структурна  схема устройства, реализующего предлагаемый способ. Устройство дл  реализации способа состоит из формировател  1, генератора 2 опорного напр жени , логических элементов 3 и 4, коммутируемь фазовращателей 5 и б, блока 7 управлени , генератора 8 импульсов,счетчиков 9-11, вычислительного блока 12 Сущность данного способа заключаетс  в использовании определенных особенностей зависимости систематической погрешности от фазового сдвига . Зависимости, приведенные на фиг и 2, описываютс  аналитическим выражением й(f) 11 d., Sin4 пЧ , 1Де Э - коэффициенты, завис щие от п , отношени  сигнал/ шум и структуры помех (шумов ). Как видно из выражени (1 и гра4 )иков на фиг.1 и 2, зависимость лЧ имеет свойство Л( (п 90-1/) , (2) гди п о, 1, 2,... На основании f2 (можно записать ( Мр) о приведенное к первому квадранту значение Ч . Приведение к первому квадранту производитс  путем прибавлени  к i/ угла п- 90°, где п 1,2... до тех пор, пока при некотором п не будет выполн тьс  неравенство 0 п- 90° 24 90 Значение п-90° - 2 / соответствует приведенному к первому квадранту углу. Из свойства зависимости погрешности от фазового сдвига (3 вытекает предлагаемый способ, заключающийс  в том, что один из сигналов; в частности измер емый сигнал, сдвигают по фазе на угол Vp, определ емой по (4) , и провод т дополнительное измерение, а измер емый фазовый сдвиг вычисл ют по формуле V- , . (ь, -изм- 2 При приведении фазового сдвига по опорному сигналу /p определ етс  соотношением о I - пр а измер емый фазовый сдвиг по формуле 2 изм- 2 При значении фазового сдвига, определ емого по формулам (3 ) или (7), погрешность в дополнительном измерении равна по абсолютной величине и противоположна по знаку погрешности первого измерени . В зависимости от требуемой точности измерени  операции сдвига фаз и дополнительного измерени  провод т несколько раз, так как остаточна  погрешность обусловлена тем, что значение фазового сдвига определ етс  неточно, с погрешностью первого измерени . Повысить точность измерени  можно путем повторного проведени  указанных операций. В этом случае точность определени  фазового сдвига будет более высокой, соответственно повыситс  результирующа  точность измерени . В некоторых случа х целесообразно осуществл т - флзонне сдвиги, равные Ч . ; i 90 /m , гдо m - число дополнительных измерений, i - ном дополнительного измерени . В этом случае провод тс  rri дополнительных измерений, в каждом из которых вносимый фазовый сдвиг увеличиваетс  на 90) TI . Погрешность при этом уменьшаетс  до величины, определ емой в отличие от (1) формулой ( т.е. из погрешности будут исключены m первых наиболее интенсивных составл ющих. Способ реализуетс  при помощи ус ройства следующим образом. Измер емый сигнал 5(t) подаетс  на фоЕ иирователь 1 где происходи его ограничение и.далее на первые входы логических элементов 3 и 4. Генератор 2 опорного напр жени  фос  рует две опорные пр моугольные импульсные последовательности, сдвинутые на 90°. Синфазна  составл юща  импульсной последовательности совпа дает по фазе с опорным сигналом 50() . Опорные импульсные последовательности сдвигаютс  по фазе при помощи коммутируемых фазовращателей 5 и б и поступают на вторые вхо логических элементов 3 и 4. При пом щи логических элементов 3 и 4 выпол н ютс  операции перемножени . Импул ные сигналы с логическими уровн ми с выхода логических элементов 3 и 4 управл ют работой счетчиков 9 и 10, во врем  действи  логических единиц счетчик накапливает импульсы, поступающие с генератора 8 импульсов. Все врем  измпр(М1|  разбмваегтс  на несколр)Ко циклов. В nejiBOM цикле измер етс  сдвиг фаз Ьез введени  дополнительного фазового сдвига коммутируемого фазовращател , т.е. Чр 0. В счетчиках 9 и 11 накапливаютс  числа / , и N. В счетчике 10, который открыт в течение цикла , накапливаетс  число N, . в вычис лителыюм блоке 12 результат измерени  фазового сдвига вычисл етс , например, по формуле . ( возможна и друга  формула ). Во втором цикле вводитс  сдвиг 0 %1 ие Ч определ етс  по формуле (4). В вычислительном блоке 12 находитс  второе значение фазового . ...„..,,«..:., сдвига NJ- N - числа, накопленные в счетчиках 9 и 11. Результирующий фазовый сдвиг нахо дитс  в вычислительном блоке 12 по формуле (6). Получанное значение фазового сдвигаVj, имеет погрешность, значительно меньшую, чем погрешность исходных измерений. Дл  повышени  точности можно провести повторное измерение с уточненньдм значением вводимого фазового сдвига -f fp- определ емого также по формуле .(4), где в качестве / беретс  полученное значение Положительный эффект предлагаемого способа заключаетс  в значительном повышении точности измерени  сдвига фаз. Основна  погрешность при использовании способа может быть уменьшена от значени  4° в известном способе до сотых долей градуса.The invention relates to the rhythm of the rhythm of technology and can be used to measure the shift of the electric noise signals of the iiiHpoKOM frequency range. According to the main auth. No. 928247, there is a known method for measuring the shift of electrical signals, which means that the measurement of the free signal is limited, converted by quadrature components, multiplied, accumulated, and the phase shift value is determined by their ratio. The disadvantage of this method is that the systematic measurement error depending on the signal-to-noise ratio (with an increase in the signal-to-noise ratio, the error increases and reaches 4.1 ° 1. The purpose of the invention is to improve the measurement accuracy by reducing the systematic measurement error and, depending on the phase shift. The goal is achieved in that according to the method consisting in that the measured signal is preliminarily limited, the components are multiplied by quadrature components, the value of the phase shift is determined by their ratio, The phase shift is doubled by the measured phase shift and additional phase shift measurements are made. Figures 1 and 2 show graphs characterizing the dependence of the error on the phase shift; Fig. 3 is a block diagram of a device implementing the proposed method. A device for implementing the method consists of a driver 1, a generator 2 of the reference voltage, logic elements 3 and 4, switching phase shifters 5 and 6, a control block 7, a generator 8 pulses, counters 9-11, a computing block 12 The essence of this method is to use certain features of the dependence of the systematic error on the phase shift. The dependences shown in FIGS. And 2 are described by the analytic expression x (f) 11 d., Sin4 FC, 1De E — coefficients depending on n, the signal-to-noise ratio, and interference (noise) structure. As can be seen from the expression (1 and gra4) of Ik in Figures 1 and 2, the dependence of LC has the property L ((n 90-1 /), (2) where nd, 1, 2, ... Based on f2 ( write down (Мр) on the value of H reduced to the first quadrant. Reduction to the first quadrant is made by adding the angle π to 90 ° to i /, where n 1,2 ... until, for some n, the inequality 0 p-90 ° 24 90 The value of p-90 ° - 2 / corresponds to the angle reduced to the first quadrant. From the property of the dependence of the error on the phase shift (3 follows the proposed method, which consists in the fact that one of the sig in particular, the measured signal is shifted in phase by the angle Vp, defined by (4), and an additional measurement is performed, and the measured phase shift is calculated by the formula V-,. the phase shift by the reference signal / p is determined by the ratio I I - right; the measured phase shift by the formula 2 is measured- 2 When the value of the phase shift is determined by formulas (3) or (7), the error in the additional dimension is equal to the absolute value and opposite in sign of the error of the first dimension. Depending on the required measurement accuracy, the phase shift operation and the additional measurement are performed several times, since the residual error is due to the fact that the phase shift value is not determined accurately, with the first measurement error. The accuracy of the measurement can be improved by repeating these operations. In this case, the accuracy of determining the phase shift will be higher, respectively, the resulting measurement accuracy will increase. In some cases, it is advisable to carry out - flzonne shifts equal to H. ; i 90 / m, where m is the number of additional measurements, i is the nominal number of additional measurement. In this case, additional measurements of rri are carried out, in each of which the introduced phase shift increases by 90) TI. The error is reduced to a value determined by formula (unlike) (1) (i.e. the first most intense components will be excluded from the error. The method is implemented using a device as follows. The measured signal 5 (t) is applied to phoEer 1 where its limitation occurs and further to the first inputs of logic elements 3 and 4. The reference voltage generator 2 pushes two reference rectangular pulse sequences shifted by 90 °. phase with the reference signal 50 (). The reference pulse sequences are shifted in phase with the help of switched phase shifters 5 and b and are fed to the second inputs of logical elements 3 and 4. With the aid of logic elements 3 and 4, multiplication operations are performed. logic levels from the output of logic elements 3 and 4 control the operation of counters 9 and 10; during the operation of logical units, the counter accumulates pulses from the generator of 8 pulses. All the time, IMSR (M1 | razmvaagts on neskolr) Ko cycles. In the nejiBOM cycle, the phase shift is measured without the introduction of an additional phase shift of the switched phase shifter, i.e. Chr. 0. In the counters 9 and 11, the numbers / and N accumulate. In the counter 10, which is open during the cycle, the number N is accumulated. In the calculation unit 12, the result of measuring the phase shift is calculated, for example, by the formula. (another formula is possible). In the second cycle, a shift of 0% 1 and s is entered is determined by the formula (4). In the computing unit 12 is the second value of the phase. ... „.. ,,“ ..:., Shift NJ-N - the numbers accumulated in counters 9 and 11. The resulting phase shift is in the computing unit 12 by the formula (6). The obtained value of the phase shift Vj has an error significantly less than the error of the original measurements. To improve accuracy, you can re-measure with the specified value of the input phase shift -f fp- defined also by the formula. (4), where the value obtained is taken from / The positive effect of the proposed method is a significant increase in the accuracy of phase shift measurement. The main error when using the method can be reduced from a value of 4 ° in the known method to hundredths of a degree.

Claims (1)

СПОСОБ ИЗМЕРЕНИЯ СДВИГА ФАЗ ЭЛЕКТРИЧЕСКИХ СИГНАЛОВ по авт.св. № № 928247, о т л и ч a rout и й с я тем, что, с целью повышения точности измерения, один из сигналов сдвигают по фазе на удвоенное значение измеренного фазового сдвига и проводят дополнительные измерения сдвига фаз.METHOD FOR MEASURING PHASE SHIFT OF ELECTRIC SIGNALS according to ed. No. 928247, due to the fact that, in order to improve the measurement accuracy, one of the signals is phase shifted by twice the measured phase shift value and additional phase shift measurements are carried out. АЧACh 1 О 46 /0 21 O 46/0 2
SU813333857A 1981-09-04 1981-09-04 Electrical signal phase shift measuring method SU1046702A2 (en)

Priority Applications (1)

Application Number Priority Date Filing Date Title
SU813333857A SU1046702A2 (en) 1981-09-04 1981-09-04 Electrical signal phase shift measuring method

Applications Claiming Priority (1)

Application Number Priority Date Filing Date Title
SU813333857A SU1046702A2 (en) 1981-09-04 1981-09-04 Electrical signal phase shift measuring method

Related Parent Applications (1)

Application Number Title Priority Date Filing Date
SU928247 Addition

Publications (1)

Publication Number Publication Date
SU1046702A2 true SU1046702A2 (en) 1983-10-07

Family

ID=20975296

Family Applications (1)

Application Number Title Priority Date Filing Date
SU813333857A SU1046702A2 (en) 1981-09-04 1981-09-04 Electrical signal phase shift measuring method

Country Status (1)

Country Link
SU (1) SU1046702A2 (en)

Non-Patent Citations (1)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Title
1. Авторское свидетельство СССР 928247, кл, G 01 R 25/00, 1978. *

Similar Documents

Publication Publication Date Title
SU1046702A2 (en) Electrical signal phase shift measuring method
SU953590A1 (en) Phase shift to voltage converter
SU879499A1 (en) Commutation phase-meter
SU982020A1 (en) Function genertor
SU1166010A1 (en) Digital autocompensating phasemeter
SU1437792A1 (en) Power measuring device
SU779903A1 (en) Digital phase meter
SU883789A1 (en) Phasemeter with small signal reference time
SU1265640A1 (en) Device for measuring phase
RU2020579C1 (en) Device for measuring relations of amplitudes of quasisinusoidal signals
RU2081422C1 (en) Apparatus for measurement of triangular form periodical signal double amplitude
SU602877A1 (en) Radio pulse signal phase shift meter
SU631838A1 (en) Frequency meter
SU1720035A2 (en) Magnetic induction digital meter
SU386345A1 (en) PHASE METHOD FOR SEPARATE EQUALIZATION OF AC VOLTAGE BRIDGE
SU752179A1 (en) Device for digital measuring of power
SU386233A1 (en) METHOD OF MEASURING LINEAR DISPLACEMENTS WITH THE HELP OF A DIFFERENTIAL INDUCTIVE
SU808967A1 (en) Digital autocompensating phase-meter
SU375566A1 (en) DIGITAL VOLTMETER
SU711492A1 (en) Phase shift meter
SU966620A1 (en) Two half-cycle digital phase meter with measuring time constants
SU808972A1 (en) Device for measuring frequency response of input resistance module in a powered distribution network
SU1709233A1 (en) Digital phase meter of medium shift of phases between signals with known frequency shift
SU630742A1 (en) Broadband reversible phase discriminator
RU1795379C (en) Method of determination of difference of phases on high frequency