Размещено на http://www.allbest.ru/

10

Среднеимпульсный метод

Размещено на http://www.allbest.ru/

10

Размещено на http://www.allbest.ru/

10

Временной сдвиг ДT определяет сдвиг фаз (рис. 1)

(1)

На рис. 2 изображены временные диаграммы поясняющие данный метод.

Размещено на http://www.allbest.ru/

10

Размещено на http://www.allbest.ru/

10

Измеряя средние значения амплитуд импульсов можно при помощи выражения (1) получить значение фазового сдвига. Пример структурной схемы прибора показан на рис. 3.

Размещено на http://www.allbest.ru/

10

Размещено на http://www.allbest.ru/

10

(2)

Магнитоэлектрический прибор выделяет постоянную составляющую в импульсном сигнале, т. е. Показывает среднее значение. Его шкалу можно проградуировать в значениях фаз (выражение (2)).

Цифровой метод

При использовании этого метода необходимо измерить длительность временного интервала ДT, описанным ранее способом, заполнением счетными импульсами, с последующим их подсчетом. При высокой частоте и малой разности фаз входных сигналов число импульсов попавших во временной интервал ДT будет мало, это приведет к большой погрешности дискретности. Чтобы уменьшить погрешность используют цифровой метод измерения разности фаз.

Размещено на http://www.allbest.ru/

10

Размещено на http://www.allbest.ru/

10

На рис. 4 изображена структурная схема прибора с цифровым методом измерения разности фаз.

Временные диаграммы поясняющие работу данной схемы изображены на рис. 5.

Для уменьшения погрешности дискретности фомируют большой временной интервал и считают счетные импульсы в большом числе пачек.

Число счетных импульсов в пачке определяется выражением

(3)

Число импульсов в группе пачек

, (4)

где , а . Таким образом, выражение (4) принимает следующий вид:

(5)

Может оказаться так, что при еще больших частотах этот метод не поможет расширить частотный диапазон. Еще расширить частотный диапазон цифрового фазометра (ц-метра) можно применяя метод разностной частоты.

Метод разностной частоты

Рассмотрим структурную схему (рис. 6).

На рис. 6 напряжения

, (6)

(7)

Разностная частота определяется выражением

(8)

На выходе первого и второго усилителя разности частоты у сигналов появляется дополнительная разность фаз. При этом разность фаз между сигналами ц_X не изменяется.

(9)

(10)

Компенсационный метод (метод сравнения)

Структурная схема прибора изображена на рис. 7

Индикатор постоянной ц0 -- индикатор разности фаз между двумя входными сигналами. В качестве измерителя можно использовать осциллограф. Измерительный фазовращатель имеет шкалу.

Измерение происходит в 2 этапа:

1. Переключатель 1 устанавливается в положение 1. Измерительный фазовращатель устанавливается в 0. Далее регулируя компенсирующий фазовращатель добиваются, чтобы индикатор показал ц₀ равное ц_К.

2. Переключатель 1 устанавливают в положение 2. На фазовращатель поступает сигнал U₂ с другой начальной фазой. Измеряем разность фаз. Регулируя компенсационный фазовращатель добиваемся
ц_К > ц₀ после этого по шкале измерительного фазовращателя ц_И можно определить разность фаз.

Измерение частотного спектра сигнала

На рис. 8 изображен пример спектра сигнала.

Теоретически спектр негармонического сигнала имеет бесконечную полосу частот, однако значимой является только определенная эффективная ширина спектра. Спектр сигнала может быть дискретным и сплошным.

Метод параллельной фильтрации

В данном методе происходит параллельное измерение амплитуды сигнала на N частотах. Для этого используются узкополосные фильтры (рис. 9).

Весь участок спектра должен покрываться узкополосными фильтрами, при этом Дf_ф << Дf (полосы частот). Отношение

(11)

определяет разрешающую способность. При этом реальное разрешение (из-за того, что АЧХ реальных фильтров не прямоугольное) равно N/2. Структурная схема прибора показана на рис. 10

Управляющее устройство на рис. 10 поочередно опрашивает все каналы и запускает генератор ступенчатой развертки. Коммутатор передает на усилители сигналы с амплитудных детекторов.

Основным преимуществом данного метода является быстрота измерения.

, (12)

где -- это время переключения; а -- время установления

(13)

Метод последовательной фильтрации

Для последовательной фильтрации логично предположить наличие одного настраиваемого узкополосного фильтра. Однако сохранить АЧХ фильтра на всем диапазоне частот не удается, поэтому поступают иначе: вместо настраиваемого фильтра используют ненастраиваемый, а измеряемый сигнал сдвигают по частоте методом разностной частоты

(14)

На рис. 11 показана структурная схема прибора.

На рисунке ЛЧМ генератор -- это генератор с линейной частотной модуляцией. Генератор линейно изменяющегося напряжения (ГЛИН) осуществляет перемещение луча по горизонтали.

Время анализа данного метода:

(15)

Время анализа при использовании данного метода в 4 раза дольше по сравнению с предыдущим. Однако существует два способа уменьшения времени анализа при использовании данного метода:

1) Предварительное сжатие сигнала

(16)

среднеимпульсный генератор модуляция

Для сжатия сигнала необходимо предварительно его запомнить, а затем воспроизвести с большей скоростью.

2) Способ ускоренной развертки частоты.

Этот способ заключается в том, что в отсутствии сигнала можно ускорить изменение ЛИН (рис. 12).

Размещено на Allbest.ru