Устройство для измерения разности фаз случайных сигналов компенсационным способом.
Предполагаемое техническое решение относится к радиоэлектронике, более конкретно, - к радиоизмерениям.
Известно устройство, аналог (пат. СССР (SU) №4471575. Опубл. в Б.И. №21 от 01.08.88.) содержащее усилители с автоматической регулировкой усиления, компараторы, дифференцирующие цепи, триггер, элементы совпадения, счётчик, умножитель частоты, формирователь импульсов, генератор напряжения управления.
Недостатком аналога является необходимость введения усилителей с системой автоматической регулировки усиления и компараторов для поддержания неизменным уровня случайного сигнала.
Задачей предлагаемого технического решения является устранение указанного недостатка, т.е. исключение системы автоматической регулировки усиления и компараторов.
Поставленная задача решается путём введения устройств дискретизации, на вход первого устройства дискретизации и линии задержки подаётся случайный сигнал, сигнал с выхода устройства дискретизации поступает на первые входы перемножителей, сигнал с выхода линии задержки поступает на второй вход первого перемножителя и на фазовращатель, на второй вход второго перемножителя поступает сигнал с выхода линии задержки.
На фиг.1 приведена
структурная схема, где введены следующие обозначения: 1,3 – устройства
дискретизации; 2 – линия задержки на 
; 4,7 - устройства
перемножения; 5 – фазовращатель на 
; 6,8 – сумматоры;
9 – устройство деления сигналов; 10 – устройство вычисления арктангенса
тригонометрического; 11 – инвертор; 12 – устройство вычисления взаимного
фазового спектра; 13 – устройство вычисления действительной части комплексной
величины; 14 – устройство вычисления мнимой части комплексной величины; 15 –
устройство вычисления арктангенса тригонометрического отношения сигналов 14/13;
16 – устройство усреднения
по времени; 17 – устройство усреднения по масштабу; 18 – устройство вычисления среднего арифметического между сигналами 11 и 17.
Устройство для измерения разности фаз случайных сигналов компенсационным способом.
Фигура 1.
Случайный входной сигнал
одновременно поступает на устройство дискретизации 1 и на линию задержки 2,
после чего сигнал с выхода 2 поступает на устройство дискретизации 3, - таким
образом формируются временные процессы 
.
Сигналы поступают на перемножитель 4, после
чего произведения отсчётов суммируются с помощью 6. В тоже время сигнал 
поступает на один из входов
перемножителя 7, на второй вход которого поступает сигнал 
, после фазовращателя 5; произведения
отсчётов полученных с помощью перемножителя 7 суммируются с помощью 8. Устройство
9 выполняет деление сигналов 6/8; устройство 10 вычисляет арктангенс
тригонометрический сигнала на выходе устройства 9; инвертор 11 преобразует
выходной сигнал устройства 10; устройства 13 и 14 вычисляют (соответственно)
действительную и мнимую части взаимного фазового спектра, вычисленного
устройством 12; устройство 15 вычисляет арктангенс тригонометрический
отношения сигналов 14/13; выходной сигнал устройства 15 усредняется по времени
устройством 16, выходной, сигнал которого усредняется на выбранном масштабе j.
Положительный эффект даёт дополнительная оценка разности фаз на основе непрерывного вейвлет-преобразования, дающего возможность адаптивного измерения на фоне шумов.
Компенсационный способ
измерения разности фаз случайных сигналов, включающий дискретизацию
зашумлённого Гауссовым аддитивным шумом случайного аналогового сигнала x(t) и его задержанной на время копии
y(t) = x(t-),
оценку разности фаз оптимальным способом в соответствии с выражением:
где n = 1…N временной индекс
дискретных отсчётов, N –
число дискретных отсчётов, 
- дискретизированный
во времени сигнал y(t), 
-
сигнал после фазовращателя на 90 градусов. Дополнительно
разность фаз сигналов оценивают по взаимному фазовому спектру, в соответствии с
выражением
,
где 
- аргумент взаимного фазового спектра
на j-ом масштабе, J- число масштабов. Искомую разность
фаз сигналов определяют как среднее арифметическое между значениями разности
фаз, полученными при их оценке оптимальным способом и по взаимному фазовому
спектру на основе непрерывного вейвлет-преобразования:
Формула изобретения
Устройство для измерения разности фаз случайных сигналов компенсационным способом содержащее: линию задержки, устройства перемножения, фазовращатель, сумматоры, устройство деления сигналов, устройство вычисления арктангенса тригонометрического, инвертор, устройство вычисления взаимного фазового спектра, устройство вычисления действительной части комплексной величины, устройство вычисления арктангенса тригонометрического отношения сигналов, устройство усреднения по времени, устройство усреднения по масштабу, устройство вычисления среднего арифметического между сигналами, отличающееся тем, что в него дополнительно включены устройства дискретизации, на вход первого устройства дискретизации и линии задержки подаётся случайный сигнал, сигнал с выхода устройства дискретизации поступает на первые входы перемножителей, сигнал с выхода линии задержки поступает на второй вход первого перемножителя и на фазовращатель, на второй вход второго перемножителя поступает сигнал с выхода линии задержки.
Подписи: заявитель А.И. Громыко
автор Е.В. Кузьмин
Уважаемый посетитель!
Чтобы распечатать файл, скачайте его (в формате Word).
Ссылка на скачивание - внизу страницы.