DE1766366A1

DE1766366A1 - Vorrichtung zur Phasenmessung

Info

Publication number: DE1766366A1
Application number: DE19681766366
Authority: DE
Inventors: Philippe Duquesne
Original assignee: CSF Compagnie Generale de Telegraphie sans Fil SA
Current assignee: Thales SA
Priority date: 1967-05-09
Filing date: 1968-05-09
Publication date: 1971-07-22
Also published as: SE349401B; FR1529822A; GB1226591A; US3548321A; DE1766366B2; GB1226592A; DE1766366C3; NL6806560A

Description

Unser Zeichen: C 2530

CSF-COMPAGNIE GENERALE DE TELEGRAPHIE SANS FIL 47, rue Dumont d'Urville, Paris l6e/Frankreich

Vorrichtung zur Phasenmessung

Die vorliegende Erfindung bezieht sich auf die Messung der Phasendifferenz oder der "relativen Phase" von zwei kontinuierlichen oder nichtkontinuierlichen Signalen, beispielsweise beim elektromagnetischen Messen oder Zielaufsuchen die Messung der Phasendifferenz zwischen der zurückkehrenden Welle und der ausgestrahlten Welle oder zwischen dem Echoimpuls und einer sogenannten "kohärenten" Schwingung, d.h. einer Schwingung, welche mit der Trägerwelle des ausgestrahlten Impulses in Phase ist.

Bu/Gr.

Bekannte

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Bekannte Phasendetektoren liefern ein Signal, beispielsweise eine Spannung, welche je nach der Schaltung proportional zum Cosinus oder zum Sinus dieser relativen Phase ist. Es handelt sich daher um ein nichtlineares Signal, welches die gleichen Unbestimmtheiten aufweist wie die entsprechende Punktion. Die mangelnde Linearität kann genau korrigiert werden, indem die zu vergleichenden Signale vorher in Rechtecksignale umgewandelt werden, aber die Unbestimmtheit des Phasenwerts bleibt unveränderlich bestehen.

Eine dieser Nachteile nicht aufweisende Phasenmeßvorrichtung ist bereits vorgeschlagen worden. Es handelt sich dabei um eine komplizierte Anordnung mit nicht weniger als N/2 Phasenschiebern und ebenso vielen bekannten Phasendetektoren und Komparatoren zur Erzielung einer Phasenmeßgenauigkeit von 7/*/N, wobei die Messung in einer für die direkte numerische.Kodierung, beispielsweise in einen Binärkode, geeigneten Form erhalten wird.

Ziel der vorliegenden Erfindung ist die Schaffung einer genau linearen und bis auf 2 Tf unzweideutigen und verhältnismäßig einfachen Phasenmeßvorrichtung, deren Prinzip im wesentlichen darin besteht, eine bestimmte Anzahl von Phasenintervallen festzulegen, deren Gesamtheit von 0 bis 2 T geht und in deren Innerem die Phase ohne Zweideutigkeit^ 109830/0647

ORIGINAL INGPECTED

deutlgkeit durch eine lineare Punktion von durch die bekannten Phasendetektoren gelieferten Signalen dargestellt werden kann, und zu bestimmen, in welchem dieser Intervalle sich die zu messende Phase befindet.

Erfindungsgemäß werden die beiden Signale, deren relative Phase gemessen werden soll, direkt auf die Eingänge eines ersten Phasendetektors bekannter Bauart und nach Phasenverschiebung eines dieser Signale um 7Γ/2 auf einen dem ersten gleichen zweiten Detektor gegeben. Vorzugsweise werden die Eingangssignale vorher in Rechtecksignale umgewandelt.

Das die Phase darstellende Signal wird als lineare Punktion der Ausgangssignale der Detektoren erzeugt. Die Koeffizienten dieser Punktion werden als Punktion des Phasenintervalls gewählt, in welchem man sich befindet. Zu diesem Zweck bestimmt eine logische Anordnung als Punktion der Polaritäten der von den Detektoren gelieferten Signale und evtl. des Vorzeichens ihrer Differenz, in welchem Intervall einer bestimmten Anzahl von vorbestimmten Intervallen, deren Gesamtheit das Intervall 0 bis 2 Jf überdeckt, sich die gemessene Phase befindet.

Bei einer ersten analogen Ausführungsform verfügt man über eine Gruppe von Punktionen des Ausgangssignals

des

109830/0847

ORIGINAL INSPECTED

des ersten Detektors und über eine Gruppe von Punktionen des Ausgangssignals des zweiten Detektors, wobei eine Schaltung zum Vergleich der beiden Signale über die Wahl der Gruppe entscheidet und die logische Schaltung über die Wahl der Punktion in der Gruppe entscheidet. Bei einer vereinfachten Ausführungshorn werden nur drei Punktionen eines einzigen der Signale verwendet.

Bei einer anderen digitalen Ausführungsform wird das Ergebnis der Phasenmessung direkt in numerischer Form im Binärkode geliefert, wobei mindestens die zwei Binärziffern mit höherer Größenordnung direkt von der logischen Anordnung bestimmt werden und die übrigen Ziffern durch die letztere aus einer Anzahl von kodierten Werten gewählt werden, welche von den AusgangsSignalen mindestens eines der Detektoren abgeleitet werden.

Anhand der Figuren wird die Erfindung beispielsweise näher erläutert. Es zeigen

Figur 1 ein Prinzipschaltbild der erfindungsgemäßen Phasenmeßanordnung,

Figur 2 eine der Erläuterung dienende graphische Darstellung,

Figuren

1 09830/0647

176636©

Figuren 3 und 4 Ausführungsformen der erfindungsgemäßen Anordnung, welche eine zur Phase proportionale Spannung liefern,

Figuren 5 und 6 Prinzipschaltbilder von Ausführungsformen

eine der erfindungsgemäßen Anordnung, welche/bis auf die Stufe der Quantisierung zur Phase proportionale Binärzahl liefern, und

Figur 7 eine Ausführungsform gemäß dem in Figur 6 dargestellten Prinzipschaltbild.

Gemäß Figur 1 werden auf die Klemmen 1 und 2 die Signale gegeben, deren relative Phase gemessen werden soll. Diese Signale werden vorzugsweise in den Anordnungen 3 und 4, welche beispielsweise jeweils aus einem Begrenzungsverstärker bestehen, in Rechtecksignale umgewandelt.

Der Ausgang der Anordnung 3 ist mit den Eingängen der gleichen Phasendetektoren 5 und 6 gekoppelt und der Ausgang der Anordnung 4 ist direkt mit dem Detektor 5 und nach Phasenverschiebung um If /2 in der Anordnung 9 mit dem Detektor 6 gekoppelt. Diese Detektoren liefern beim Empfang von Rechtecksignalen jeweils die Spannungen U bzw. U¹, welche in Figur 2 bei (a) und (b) dargestellt

sind 109830/0647

sind, wobei die relative Phase Ψ der Eingangssignale auf der Abszisse aufgetragen ist. Diese Spannungen sind "Dreieck^Spannungen, welche von einer Folge von geradlinigen Abschnitten gebildet werden, wobei sich die Ordinate zwischen 0 und V ändert. Bei (c) ist eine Phasenfunktion eingezeichnet, welche sich linear von 0 bis 4V ändert, wenn sich ^f von 0 bis 2 If ändert, und diese Punktion wird einfach aus aufeinanderfolgenden Abschnitten der Kurven (a) und (b) erhalten.

Praktisch sind diese Abschnitte nicht genau geradlinig.

Je nachdem, ob diese Abschnitte tatsächlich mehr oder weniger linear sind, wird die Kurve (c) mit Hilfe des Signals U (oder ü·) allein oder mit Hilfe der Signale U und U¹ "hergestellt", wobei jedes dieser beiden Signale im letzteren Fall in seinem linearsten Teil, d.h. beispielsweise zwischen 0 und I V/2 I , verwendet wird.

In allen diesen Fällen wird die Kurve (c) in eine bestimmte Anzahl von Abschnitten zerlegt, welche durch eine einfache lineare Funktion von U und/oder U¹ erhalten werden, wobei die Wahl dieser Funktion durch die Vorzeichen der Funktionen U und U· und deren Vergleich mit V/2 in dem am weitesten ausgestalteten Fall bestimmt wird. Zu diesem

Zweck

109830/0647

Zweck werden die Spannungen U und U¹ in der Anordnung 10 verglichen und in den Anordnungen 7 und 8 in Signale A und B umgewandelt, welche gleich "0" oder ¹¹I" sind, je nachdem, ob sie negativ oder positiv sind. Eine mit den Ausgängen der Anordnungen 7, 8 und 10 gekoppelte Auswählanordnung entscheidet über die Wahl der Funktion von U oder U¹, welche im Mehrfach-Funktionsgenerator 12 ausgearbeitet wurde, und gibt auf ihren Ausgang S die Spannung als lineare Funktion der Phase. Die Elemente 7* 8 und 10 bilden eine logische Schaltung 13, welche die Steuersignale für die Auswählanordnung 11 liefert.

Es wird bemerkt, daß der Komparator 10 durch einen eine der Spannungen U, U' mit V/2 vergleichenden Komparator ersetzt werden kann und die Verbindung 10-11 wird tatsächlich durch eine Anzahl von Anschlüssen verwirklicht.

Figur 3 gibt ein Ausführungsbeispiel der erfindungsgemäßen Vorrichtung in dem einfachsten Fall wieder, daß man die (|

die Kurve (c) bildenden Abschnitte als ausreichend linear betrachten kann. In diesem Fall wird der Komparator 10 weggelassen oder er dient, wenn er beibehalten wird, lediglich zur Betriebskontrolle. Es ist ersichtlich, daß die Kurve (c) erhalten wird, indem man nimmt

zwischen

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171636g

zwischen O und V/2\ die Punktion U, zwischen ft/2 und 3 V/2: die Punktion 2V-U, zwischen 3 Jf/2 und 2 ff: die Punktion 4V + U.

Ein erster Umschalter (a), welcher durch das Signal A gesteuert wird, wählt zwischen den· Punktionen U und HV + U, welche vom Generator 12 geliefert werden, und ein zweiter Umschalter (b), welcher durch das Signal B gesteuert wird, wählt zwischen der vom Umschalter (a) gewählten Funktion und der vom Generator 12 gelieferten Funktion 2V-U, wobei die Umschalter Jeweils in den mit 0 und 1 bezeichneten Stellungen angeordnet sind, je nachdem, ob ihr Steuersignal gleich 0 oder 1 ist.

Die folgende Tabelle gestattet, die Arbeitswelse der Schaltung besser zu verfolgen.

bis Wl2

bis Tt bis 3 ff/2 bis 2 ff

* A	1	1	0	0
B	1	0	0	1
(a)	U	U	U + HV	U + HV
(b)	(a)	2V-U	2V-U	(a)
S		2V-U	2V-U	U + iJV

109830/0647

Figur

Figur 4 gibt ein Ausführungsbeispiel der erfindungsgemäßen Vorrichtung für den komplizierteren Fall an, daß man die linearsten Teile der Signale U und U¹ verwendet. Der Generator 12 erzeugt die Funktionen U, 4V + U₉ 2V^U und V-U% 3V + U'.

Zwei Umschalter (a) und (b) wählen wie beim vorangehenden Fall zwischen U, U + *»V und 2V - U, während ein Umschalter a¹, welcher mit dem Umschalter (a) gekoppelt ist, zwischen V-U¹ und 3 V + U' wählt. Ein Umschalter (c)* welcher durch das Signal C gesteuert wird, das gleich 0 oder 1 ist, je nachdem, ob U kleiner oder größer als U¹ ist, wählt zwischen den Umschaltern (b) und a^f.

Die nachfolgende Tabelle faßt die Arbeitsweise dieser Schaltung zusammen.

0 bis ff/H bis Ίί/2 bis 3 F/4 bis Tf bis

bis 3^/2 bis lf/k bis

A

1

V

1

u»

2V

1

U

2V

1

U

2V

0

U

4v

0

U

4V

0

U

4ν

0

U

B

1

V

O

U¹

V

0

U¹

3V

.0

U

2V

0

U

1

C

O

V

1

0

U¹

3V

1

U'

3V

1

υ«

3V

0

u^f

a

U

V

U

u·

2V

U

2V

+

b

a

-

U

3V

-

U'

3V

a

υ»

HY

a

U

a^f

V - U»

-

~

-

+

C

b

a»

a'

b

a¹

a'

b

S

U

-

_.

~

-

+

109830/0647

In

- ίο -

In bestimmten Fällen können kompliziertere logische Schaltungen, bei welchen ein einziger Umschalter durch das Signal gesteuert wird, welches sich aus einer Kombination nicht nur der Signale A, B, sondern auch ihrer entgegengesetzten Signale A", B" ergibt, an die Stelle der in den Figuren 3 und 4 als Beispiel dargestellten und wegen ihrer Einfachheit gewählten Schaltungen gesetzt werden.

Die an der Klemme S erhaltene Spannung kann natürlich in einem Analog-Digital-Umsetzer in numerische Form umgewandelt werden, aber wenn der Binärkode für die numerische Darstellung verwendet wird, können die Werte der Binärziffern auf einfachere Weise erhalten werden. Insbesondere können unabhängig von der Anzahl (n + 1) der verwendeten Binärziffern die Ziffern mit dem Rang η und η - 1 in Jedem Fall direkt aufgrund der Signale A und B erhalten werden.

In dem kompliziertesten, im analogen Maß der Figur 4 entsprechenden Fall kann die Ziffer mit dem Rang n-2 auch direkt erhalten werden und die sogenannte "Kodiervorrichtung¹¹, welche in bekannter Weise durch eine bestimmte Anzahl von Schwellenanordnungen gebildet wird, wird auf (2ⁿ~ -1) Schwellen|begrenzt, während die direkte Umsetzung der Spannung an der Klemme S (2ⁿ -1) Schwellen, d.h.viermal mehr Schwellen erfordern würde.

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- ii -

Figur 5 zeigt ein Prinzipschaltbild der Phasenmeßvorrichtung für den der Figur 3 entsprechenden Fall, daß die Spannung U von 0 bis V als ausreichend linear betrachtet wird.

Dabei wird angenommen, daß man eine Binärkodierung mit (n+1) =6 Ziffern wünscht.

Das Signal U wird auf die Eingänge von (2¹¹"¹-!) = 15, bei 51 zusammengefaßten Komparatoren gegeben, deren Schwellwerte zwischen 0 und V in Stufen von V/l6 abgestuft sind, wobei die verschiedenen Schwellenspannungen in der Anordnung 52 registriert sind. Diese Komparatoren geben quantisierte Signale "1" ab, wenn die Spannung U größer ist als ihre Schwellwerte. Diese Signale werden auf den Kode-Umsetzer53 gegeben, welcher den durch die Ausgänge der Komparatoren definierten Lagekode in einen Binärkode umsetzt. Diese Angaben der Komparatoren sind entweder erhaltend oder umkehrend, je nachdem, ob die Ziffer 2 (| abwesend oder anwesend ist.

Zu diesem Zweck sind die vier Ausgänge des Kode-Umsetzers, welche jeweils die Ziffern 2⁵, 2², 2¹, 2° darstellen, jeweils mit Invertern 5^0 bis 5^3 und mit Klemmen 550 bis gekoppelt. Vier Umschalter 570 bis 573, welche synchron durch die Ziffer 2 ^ betätigt werden, wählen für jede Ziffer die

direkte 109830/0647

direkte Angabe im umgekehrten Sinn.

Die Ziffer 2·* ist vorhanden, wenn *f größer als Jt ist, d.h. wenn A=I, wobei ΐ der umgekehrte Wert von A ist, und die Ziffer 2 ^ ist für A oder B gleich 1 vorhanden. Zu diesem Zweck wird das Signal A bei 58 auf einen Inverter gegeben, welcher die Ziffer 2^J steuert, und die Signale A und B werden bei 59 auf eine exklusive

Oder-Schaltung gegeben, welche die Ziffer 2 steuert.

Die Schaltung 1st für beliebiges η offensichtlich bis auf die Anzahl der Komparatoren und der Ausgangskreise des Kode-Umsetzers gleich ausgebildet.

Die folgende Tabelle dient unter gleichzeitiger Bezugnahme auf Figur .2 zum besseren Verständnis der Arbeitsweise dieser Schaltung.

Aus Figur 2 ist ersichtlich, daß man die direkte Binärangabe jedesmal umkehren muß, wenn I U / bei steigendem V fällt, d.h. wenn negativ ist, und aus der Tabelle ist ersichtlich, daß die Ziffer 2 dann und nur dann anwesend ist.

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O bis If/2 bis TT bis 3/772 bis 2

A	1	1	O	O
B	1	O	O	1
Ä	O	O	1	1
d\|U\| ÖJ	> ο	< o	>o	< o
2*	abwe send	anwe send	abwe send	anwe send
₂5	abwe send	abwe send	anwe send	anwe send

Figur 6 zeigt ein Prinzipschaltbild für den der Figur entsprechenden kompliziertesten Fall. Die Binärziffern 2ⁿ und 2ⁿ werden wie vorher erhalten. Die Binärziffer mit dem Rang 2 ~ wird durch das Signal der exklusiven Oder-Schaltung für 2 und das bei 60 erzeugte Signal C bestimmt, wobei C das normalisierte Ausgangssignal des Komparators 6l ist und für J U |>k V/2 einen positiven Wert besitzt, wobei krhier gleich 1 genommen ist, da die EingangBsignale vorher normalisiert worden sind. Im entgegengesetzten Fall wird k derart gewählt, daß die Zustandsänderung von C für U=U¹ stattfindet. Bei sinusförmigen Signalen findet daher das Umkippen bei statt.

Es

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ORIGINAL INSPECTED

1766368

■ - li» -

Es wird bemerkt, daß das Signal C dem Signal C in den vorangehenden Figuren ί und ij entspricht, wenn es auch anders erzeugt wird.

Ein vom Komparator 6l gesteuerter Umschalter 62 schaltet abwechselnd die Spannungen U und U¹ auf eine die Elemente 52, 51, 53 der Figur 5 zusammenfassende Anordnung 63, wobei die Anzahl der Schwellen hier auf (2ⁿ~-1) verringert ist, da die Ziffer 2ⁿ""² bestimmt worden ist. Eine bei 64 zusammengefaßte Inverteranordnung wird an die Ausgänge der Anordnung 63 in Abhängigkeit von der Anwesenheit oder Abwesenheit der Ziffer 2ⁿ~² (d.h. in diesem Beispiel 2³) angeschlossen oder nicht.

Die folgende Tabelle, in welcher mit "0" die Abwesenheit einer Binärziffer und mit "1" deren Anwesenheit symbolisiert ist, ermöglicht das Verständnis der Bestimmung der verschiedenen Ziffern durch die Schaltung gemäß Figur 6.

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iibS3$$

<P O bis Tf/4 bis f/2 bis 3f/k bis If bis 57Γ/4 bis 3?/2 bis lftlk bis

A	1	1	1	1	O	O	O	O >
A	O	O	O	O	1	1	1	1
2⁵	O	O	O	O	1	1	1	1
B	1	1	O	O	O	O	1	1
exkl. Oder AB	O	O	1	1	O	O	1	1
2»	O	O	1	1	O	O	1	1
C	O	1	1	O	O	1	i	O
exkl. Oder C.2¹*	O	1	O	1	O	1	O	1
	O	1	O	1	O	1	O	1
a JUj		>0	<o	<°	>o	> ο	< ο
d V	<o	<o		>o	<o		>o	>^o
α υ»	O	1	O	1	O	1	O	1 •
α y.
I

Es, wird daran erinnert, daß man das Signal U verwendet, wenn C gleich O ist ((U /< V/2), und daß man das Signal U' im entgegengesetzten Fall verwendet. Die Kodierung muß daher umgekehrt werden,

entweder

109830/0647

entweder für ^ O oder für < O. Aus der

^ O oder für Tabelle 1st ersichtlich, daß die Inversion durch die Anwesenheit der Ziffer 2* gesteuert wird, da dieselbe entweder für C=I, wenn < O, oder für C = 0 stattfindet, wenn <0. I = O bedeutet "keine Inversion" und 1=1 bedeutet die Inversion.

O 2

Die Bestimmung der Ziffern 2 bis 2 (vor Auswahl von U, U¹ und evtl. Inversion) ergibt sich aus der Definition der Binärkodierung selbst.

Figur 7 zeigt im einzelnen ein Ausführungsbeispiel der Phasenkodierung gemäß der Erfindung für den kompliziertesten Fall, daß die Spannungen U und U¹, welche von den Detektoren 5 und 6 abgegeben werden, nur zwischen 0 und Tf/2 ausgewertet werden, d.h. für den dem Prinzipschaltbild der Figur 6 entsprechenden Fall.

Zur Normung der Schaltungen sind zwei gleiche Anordnungen von Komparatoren für die Signale U und U¹ vorhanden, einerseits Komparatoren 6l und 6l* zum Vergleich mit V/2, obwohl 61' grundsätzlich unnötig ist (praktisch kann dieser Komparator zu einer Betriebskontrolle dienen), und andererseits sieben doppelte Komparatoren 621 bis 627, 621' bis 627', deren Schwellwerte mischen 0 und

abgestuft 109830/0647 '

abgestuft sind, wobei der untere Schwellwert bei 621 und 621» liegt.

Wenn rait S₁ bis S„ die verschiedenen Schwellwerte bezeichnet werden, "0" angibt, daß der Schwellwert nicht überschritten ist, und "1" angibt, daß der Schwellwert überschritten ist, so ergibt sich:

^Sl	^S2	^S3	0	^S5	^S6	S₇ 2²	2¹	2°
1	0	0	0	0	0	0 0	0	1
1	1	0	0	0	0	0 0	1	0
1	1	1	1	0	0	0 0	1	1
1	1	1	1	0	0	0 1	0	0
1	1	1	1	1	0	0 1	0	1
1	1	1	1	1	1	0 1	1	0
1	1	1	1	1	11	1	1

Daraue ist ersichtlich, daß die Ziffer 2 für S₁ = 1 vorhanden ist, durch S₂ = 1 gelöscht wird, für S₃ = 1 wiederkehrt usw. ...

Deshalb

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Deshalb werden die Ausgangssignale der Schwellenanordnungen 622, 624, 626 bei 82, 84, 86 umgekehrt und Und-Schaltungen 821, 841, 861, welche einerseits mit den Anordnungen 82, 84, 86 und andererseits mit den Anordnungen 621, 623, 625 verbunden sind, speisen die Oder-Schaltung 90.

Die Ziffer 2¹ erscheint für S₂ = 1, wird für Sj, * 1 gelöscht und kehrt für Sg = 1 wieder.

Daher speisen die Ausgänge der Anordnungen 84 und 622 die Und-Schaltung 842 und die Schaltungen 842 und 626 speisen eine Oder-Schaltung 91·

2
Die Ziffer 2 erscheint bei S₁^ = 1.

Die Ausgänge der Schaltungen 90, 91 und 624 sind mit Umschaltern 101, 102, 103 gekoppelt, welche andererseits die Signale empfangen, die von den die gleiche, jedoch gestrichene Bezugszahl tragenden, mit dem Signal U* gespeisten Schaltungen erhalten werden, wobei diese Umschalter durch das Signal C gesteuert werden.

Diese Umschalter sind mit den Schaltungen 200, 201, verbunden, welche je nach Anwesenheit oder Abwesenheit der Ziffer 2* die auf dieselben gegebenen Signale umkehren oder nicht.

Die 109830/0647

Die Schaltungen 200, 201, 202 steuern direkt die Ziffern 2°, 2¹, 2².

Es können auch andere Kominationen vorgenommen werden.

Insbesondere kann man eine einzige Schaltungsanordnung verwenden, welche je nach dem Wert von C bald durch U, bald durch U¹ gespeist wird. Aber die beschriebene und bereits verwirklichte Schaltung ergibt insbesondere

für die elektromagnetische Messung den Vorteil einer |

sehr großen Geschwindigkeit.

Bei einer experimentellen Ausführungsform werden zur Vermeidung von Fehlern, welche auf einem Unterschied der Durchgangszeit in den verschiedenen Schaltungen beruhen können, die Ausgänge der Komparatoren 61 bis 621, 6l· bis 621' auf einen Speicher gegeben und gleichzeitig abgetastet.

Die Erfindung ist nicht auf die dargestellten und beschriebenen Ausführungsformen eingeschränkt. Das Wesentliche besteht darin, daß die Wahl des Ausgangesignals durch eine auf den Signalen A und B und evtl. auf dem Vergleich der Signale U und U' beruhende logische Entscheidung erzeugt wird.

Patentansprüche 109830/0647

Claims

Patentanspruch·

1. Vorrichtung zur Messung der relativen Phase γ «wischen xwel Eingangssignal·», welch· ein der Phase V «wischen 0 und 2 T unzweideutig entsprechendes Signal S liefert und einen ersten und «inen «weiten allgemeinen Blngaag aufweist, welche «ur Aufnahm des ersten bsw. des «weiten Signaleingangs bestirnt sind, gekennselohnet durch ·1η·η •rsten und einen svelte» gleichen Pbasendetektor (5, 6) bekannter Bauart, welch· «ie tu ■Ib *f proportlccalea Sifinal liefern, wenn si· durch swel sinasfOndge wellen alt konstanter Aeplltude (espelst werden, die üb y g«ctn-• inander phasenverschoben sind, wobei der ·ηί· allgemein· Eingang (1) alt de« ersten Blasang J«d*s Detektors gekoppelt 1st und der swelte aUgeselite BiagBoc (2) alt den swelten Eingang des ersten Detektors gekoppelt 1st, durch einen Phasenschieber vm Tf2, dessen Eingang alt den swelten allgeaelnen Eingang verbunden ist «ad de«s«B Ausganf^ alt der «weiten Elngajig des sweiten D«t«ktors gekoppelt 1st, durch ein· logisch· Schaltung (T. β, 10, 13) zur Bestlnaung als Funktion der Wert· der gleichseitig von den Phaeendetektoren gelieferten Signal·, la w«lchea Intervall I₁ - I^ sich dl· su bestlaa#ad· Phase befindet 1 0 9 8 3 0 / 0 6 A 7

BAD

findet, wobei i » 1,2 ... y ist und dl· Gesamtheit der für i ■ 1 bis j gebildeten Intervall· den Bereich von O bis 2 Ti überdeckt, die logische Sehftltung einen ersten und einen sweiten Eingang aufweist, welche jeweils mit den Ausgängen des ersten bsw. des sweiten Detektors verbunden sind, die logische Schaltung ρ Ausgangssignale liefert (wobei ρ eine positive ganse Zahl 1st), Jedes Signal eine von swei vorbestlasten Signalhohen beeitst und wobei die Oesamtheit der ρ Signale f verschiedene Gruppen von Werten annehmen kann (wobei y eine ganse Zahl>3 ist), je naohdem, ob ihre Eingangssignale in den Intervallen swischen J₁ und %\» f₂ ^und Jf*2 1 und X* liegen, wobei X₁ und X*^ die Intervalle der Veränderung der Ausgangssignale U und U* der Detektoren sind, wenn die Phasenverschiebung ^f swischen den auf die beiden allgemeinen Einginge gegebenen Signalen sieh in den Intervallen I₁ - 1'^ findert, sowie durch eine Schaltung (U, 12 in den Figuren 1,3, * bsw. 62, 64 In Figur 6) sur Bildung eines Signals S, welches dem Vert m^U + q^U* ♦ entspricht, wobei B₁, Q₁ und T₁ durch die Ausgangssignale der logischen Schaltung bestimmt werden, welche mindestens einen »1t dem Ausgang eines der Detektoren verbundenen Haupteingang und ρ Hilfseinginge aufweist, die jeweils Mit den ρ Ausgingen der logischen Schaltung verbunden sind, wobei m« und q« nicht gleichseitig Null sind und

109830/0647

BAD

^mi» <*!» ^rl ₈ Gruppen τοη unterschiedlich·» Wert·» annehmen können, wobei ■ «In« ganze Zahl let, deren Wert mindestens gltioh y 1st.

2» Vorrichtung naoh Anspruch 1, dadurch gekennselehnet, da» die Schaltung iur Bildung d·· Signals S aufweist: •in· «rat· Schaltung (12) mit Mindesten· eine» Eingang, welcher »it eine» der Phasendetektoren gekoppelt ist, und mit s Ausgängen, welche Jeweils gleichseitig a Werte ala linear· Funktionen der Fora a^ U + q^ U* ♦ r^ der auf ihr· Einging« gegebenen Signal· liefern, und eine «weite Schaltung (11) uvm Auswahlen, welche an den Ausgängen der ersten Schaltung angeordnet ist und ρ Stauereinging· aufweist, dl· dl· genannten ρ Signal· der logischen Schaltung empfangen.

3. Vorrichtung nach Anspruch 2, dadurch gekennielchnet, daß y gleich Vier gesetzt let, wobei die entsprechenden Interrall· 0 -7Γ/2. T/2 - T, 7- }V/2 und 3 #72 - zlf umfassen, ρ gleich Zwei 1st und s gleich Drei gesetst ist und wobei die Koefflslenten mg, q^, r₂ und au, <U, τ·. den Intervallen Tf /2 -TT und T' ^TIt entsprechen, welch· Jeweils dl· gleichen Werte aufweisen.

4. Vorrichtung nach Anspruch 3» dadurch gekennselehnet,

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8AD ORJGiNAL

- 23 -

daft einer der Koeffizienten M₁ und q_± unabhängig το« Wert 1 gleich RuIl gesetzt 1st.

5. Torriebtung nach Anspruch H, dadureh gekennzeichnet, daft B₁ und Bj gleich Eins, r^ gleich Null, r^ gleich IT ist, wobei T der maximal Mögliche Wert von U 1st, und daft a₂ und m, gleich -1 sowie r, und r₂ gleich 2T sind.

6. Torrichtung nach Anspruch 2, dadureh gekennzeichnet, daft y gleich Acht gesetzt ist, wobei die entsprechenden Intervalle 0 - T/U, Tfik - 7Γ/2, 77"/2 - 3^/*, 3^/* - ^, TT- 5ΓΜ, 5^/* - 3/2?T, 3 7Γ/2 - 7 TM, 7 #7* - 27T umfassen, wenn ρ gleich 3 und s gleich 5 gesetzt ist, die Koeffizienten m₂» ^2* ^r2 "*"* ^B3* ^q3* ^r3 ^{den Inter}" ▼allen χ~ ~ Έ" ^xulA y~ * ΠΓ" ·^η*⁸Ρ^Γ·^βηβη» ^d1· Jeweils gleich sind, und wobei die Koeffizienten »j,, q^, r^ und «c» Qe» Pe jeweils gleich und die Koeffizienten Bg, qg, rg und β-, q-, r- jeweils gleich sind.

7. Vorrichtung nach Anspruch 6, dadureh gekennzeichnet, daß das Produkt B^ ^ unabhängig tob Wert i Null 1st.

8. Vorrichtung nach Anspruch 7, dadureh gekennzeichnet, daft

¹¹I * "8 * ** ^q2 * ^q3 * "^» ¹^ * ¹K * * ¹J Qg * ίτ * ! W"* r₁ « 0, r₂ « r₅ « V, wobei V der maximale gemeinsame Wert

109830/0647 bad

von 0 und U* ist, und dm» r^ ■ r* ■ 2Y, r_ß « r- « 3V und rg « ί V.

9. Vorrichtung nach eine« der vorangehenden Anspruch·, dadurch gekennzeichnet, da£ dl· logisch« Schaltung zwei Vorselchendetektoren (7, 8) aufweist, welche Jeweils mit den Ausgängen der zwei Phasendetektoren gekoppelt sind und die swel ersten der genannten Auswählslgnale liefern.

10. Vorrichtung nach Anspruch 9 und einem der Ansprüche 2, H oder 5, dadurch gekennzeichnet, daft die Auswahlschaltung einen ersten Umschalter, welcher durch das Ausgangssignal eines der Vorselchendetektoren gesteuert wird und einen Ausgang sowie swel selektiv mit swel der drei Ausgflnge der ersten Schaltung gekoppelte Eingänge bealtst, und einen swelten Umschalter aufweist, welcher durch das Ausgangssignal des anderen Vorselchendetektors gesteuert wird und swel selektiv mit dem dritten Ausgang *·* ersten Schaltung und mit dem Ausgang des ersten Umsehalters gekoppelte Eingänge besitzt, wobei das Signal S am Ausgang des «weiten Kommutators verfügbar 1st.

11. Vorrichtung nach den Ansprüchen 10 und *, dadurch gekennzeichnet, daß die erste Schaltung nur einen elnslgen

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Eingang aufweist, welcher mit den Ausgang des ersten Phasendetektors gekoppelt ist.

12· Vorrichtung nach Anspruch 9 und einem der Ansprüche 6, 7 oder 8, dadurch gekennzeichnet, da& die logische Schaltung einen Komparator (10, Figur 1) mit zwei Eingängen, welche jeweils mit den Ausgängen der Fhasendetektoren gekoppelt sind, und einem Ausgang aufweist, welcher das dritte der genannten ρ Signale liefert.

13* Vorrichtung nach Anspruch 12, dadurch gekennzeichnet, daß die Auswählschaltung einen ersten Omaehalter (a, Figur 4), welcher durch das Ausgangssignal des ersten Vorzeichendetektors gesteuert wird und zwei selektiv mit den zwei ersten Ausgängen der ersten Schaltung gekoppelte Eingänge und einen Ausgang besitzt, einen zweiten Umschalter (b, Figur H), weleher durch das Ausgangssignal des zweiten Vorselehendetektors gesteuert wird und zwei selektiv mit dem Ausgang des ersten Umschalters und mit dem dritten Ausgang der ersten Schaltung gekoppelte Eingänge und einen Ausgang besitzt, einen dritten Umschalter (a'X weleher synchron mit dem ersten Umschalter gesteuert wird und zwei selektiv mit dem vierten und fünften Ausgang der ersten Schaltung gekoppelte Eingänge besitzt, sowie eimen vierten Umsehalter (d) aufweist, weleher durch das Ausgangssignal des Komparator» gesteuert wird und zwei selektiv mit den

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Ausgängen des zweiten und dritten Umschalters gekoppelte Eingänge besitxt, wobei das Signal S an Ausgang des vierten Umschalters verfügbar ist.

14· Vorrichtung nach Anspruch 9, bei welcher das Signal S in Form einer Binärzahl von (n+1) Ziffern (2° bis 2⁵, Figur 5 bzw. 2° bis 2ⁿ, Figur 6) geliefert wird, dadurch gekennzeichnet, daß die logische Schaltung einen Impulshuheninverter (58), welcher mit dem Ausgang des ersten Vorzeichendetektors gekoppelt 1st, und eine exklusive Oder-Schaltung aufweist, welche mit den Ausgängen der beiden Vorseichendetektoren gekoppelt ist und zwei der genannten ρ Signale liefert, daft die das Signal S liefernde Schaltung (n+1) Anzeigeanordnungen für Binärziffern jeweils mit Steuereingängen, wobei die Ziffer jeder Anzeigeanordnung 0 oder 1 1st, je nachdem, ob das zugehörige Steuersignal 0 oder 1 1st, eine Binärkodiersehaltung mit χ Ziffern, wobei χ kleiner als η 1st, mit mindestens einem mit dem Ausgang eines der Phasendetektoren gekoppelten Signaleingang und mindestens (n-2) Ausgängen, Inverterschaltung)*, welche parallel zu jedem Ausgang angeordnet sind, sowie eine Auswahlschaltung aufweist, welche durch die zwischen den Ausgingen der Kodierschaltung und den Blnäranselgeanordnungen mit den Gewichten 2° bis 2^X"*¹ angeordnete logische Schaltung gesteuert wird, wobei die Auswahlschaltung selektiv die Anzeigeeinrichtungen

direkt

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direkt Kit den Ausgängen der Kodierschaltung oder mit den Ausgingen der Inverter koppelt, und daß die Zlffernanzeigeelnrlehtung alt dem Gewicht 2ⁿ direkt duroh das Ausgangssignal des Impulshöhenlnverters und die Ziffernanzeigeelnrichtung mit de^ -'«wicht 2ⁿ durch das Ausgangssignal der Oder-Schaltung gesteuert wird.

15. Vorrichtung nach Anspruch 14, dadurch gekennzeichnet, daft ρ gleich 2 ist, χ gleich n-1 ist und daft die Auswahlschaltung durch das Ausgangssignal der exklusiven Oder-Schaltung gesteuert wird.

16. Vorrichtung nach Anspruch 15, dadurch gekennzeichnet, daft die Kodierschaltung nur einen Eingang aufweist, welcher mit dem Ausgang des ersten Phasendetektors gekoppelt 1st.

17· Vorrichtung nach Anspruch 1*, dadurch gekennzeichnet, daft ρ gleich 3 ist, χ gleich n-1 1st und daft die logische Schaltung einen Komparator (6l) mit mindestens einem mit dem Ausgang eines der Phasendetektoren gekoppelten Eingang aufweist, wobei eine zweite exklusive Oder-Schaltung mit den Ausgängen der ersten exklusiven Oder-Schaltung und des Xomparators gekoppelt 1st,

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daft di· Ziffcrnanselgcelnrlehtung alt dea Gewicht 2""* durch das Ausgangesignal dar sweltan exkluslren Oter-Sohaltung gesteuert wird und daft dia Auawthlsehaltung •benfalle durch daa Ausgangssignal dar sweltan exklusiven Oder-Schaltung gaatauart wird.

18· Vorrichtung naeh Anspruch 17, dadureh gekennaelehnet, daft dia Kodierechaltung mal aalaktlv alt dan Ausgftngan dar swei Phaaaadataktoran gekoppalt· Eingänge aufweist, wobei die Auswahl durch daa Ausgangssignal daa Konparatore ausgelöst wird.

19· Torrichtung naeh Anspruch 17« dadureh gekennselehnet, daft dia Kodierschaltung awal getrennte, gleiehe Teile aufweist, deren einer alt daa Ausgang das ersten Phasendetektors und deren anderer alt daa Ausgang daa «weiten Phasendetektors gekoppelt lat, wobei ein durch daa Attagangsslgnal daa Koaparatora gesteuerter ÜMschalter selektiv die Ausgänge der Kodiereehaltung alt dan Signal-

eingingen der Auawihlsehaltung koppalt·

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