Фазометр

Фазометр

Иллюстрации

Показать все

Реферат

 

ФАЗОМЕТР, содержащий перши умножитель, первый фильтр и первую и вторую входн1 е клеммы, отличающийся тем, что, с целью повышения точности фазометра, в него дополнительно введены аттенюатор , первый и второй амплитудные детекторы, сумматор, второй фильтр, второй умножитель, фазовращатель. блок сравнения и гетеродин, при этом . первая кпемма соединена с входом аттенюатора, выход которого подкп рчен к первому входу блока сравнения и первому умножителю, второй вход.бпока сравнения и второй умножитель подключены к второй клемме, а91ход блока сравнения соединен с управляюир м входом аттенюатора, а вторые входы умножителей через управляемой фазовращатель подключены к гетеродину , выход первого умножителя через первы фильтр подключен к первому амплитудноку детектору, выход которого соединен с управляющим входом фазовращателя , а выходвторого умножиi теля через второй фильтр соединены с входом второго амплитудного детектора , прямой и инверсншй входы сумматора подключены к выходам амплитудных детекторов соответственно.

СОЮЗ СОВЕТСКИХ

/ ЛОТ К

РЕСПУБЛИК

ОЮ (10

З(я) . G 01 и 2 /00

ОПИСАНИЕ ИЗОБРЕТЕНИЯ и втоесиомм свидетельству

w э

O ю

ГОСУДАРСТВЕННЫЙ КОМИТЕТ СССР

ПО ДЕЛАМ ИЗОБРЕТЕНИЙ И ОТКРЫТИЙ.(21) 3355791/18 21 (22) 04 .11.81 (46) 07.04.83. Ьюл. Г 13 (72}В.И.Катков и Б.А.Кучерук (53) 621.317 77 (088.8) (56) 1. Авторское свидетельство СССР и 157379, кп. H 03 D 13/00, 1965 °

2. Дехтяренко П .И. Синхронное детектирование в измерительной технике. Киев, "Техника", 1965. (54) (57) фАЗОИЕТР, содержащий первый умнокитель, первый фильтр и пер вую и вторую входные клеммы, о тли чающий ся тем, что, сце-. лью повышения точности фазометра, в него дополнительно введены аттенюатор, первый и второй амплитудные детекторы, сумматор, второй фильтр, второй у еожитель., фазовращатель,блок сравнения и гетеродин, при этом . первая кпемма соединена с входом аттенюатора, выход .которого подкпЮчен к первому входу блока сравнения и первому умножителю, второй вход .6пока сравнения и второй умножитель . подключены к второй клемме, выход блока сравнения соединен с управляющим входом аттенюатора, а вторые входы умножителей через управляемый фазовращатель подключены к гетеродину, выход первого умножителя через первый фильтр. подключен к первому амплитудному детектору, выход которого соединен с управляющим входом фа" зовращателя, а выход второго умножителя через второй фильтр соединены с входом второго амплитудного -детек" тора, прямой и инверсный входы сумматора подключены к находам ампли, тудных .детекторов соответст венно.

1010572 сдвига фаз между несущими можно получи т ь и з вы р аже ни я

Для выделения полезной составляющей необходи м и зби р ат ел ьный фил ьтр, настроенный на частоту Д - или

9„- v. ъ

Применение избирательных фильтров нежелательно в виду того, что полученное напряжение на его выходе имеет дополнительный фазовый сдви г, обусловленный параметрами фильтра. Так как фильтр необходимо иметь перестраиваемым, то и фазовый сдви г, вносимый им, будет также зависеть от частоты и точности настройки фильтра, т.е. необходимо каждый раз вводить фазовую поправку. При использовании высокоизбирательных фильтров фазовый сдви г, создаваеи)й фильтром, будет очень сильно зависеть от точности настройки на резонансную частоту, поэтому точно определить искожй угол з атруднител ьно.

u,h)U,B)= (cps(9 -9)t- g)

cos Я„+Я Н1 (cos4-соь (в1+М)) Изобретение относится к радиотехнике и монет быть использовано для определения сдви ra фаз между несущими напряжениями одной и той же частоты балансно-модулированных (БИ ) и амплитудно-модулированных (АИ) си гн алов.

Известен фазочувствительный детектор, основанный на использовании электродинами ческо ro показы вающего прибор а. Вращающий момент это ro прибора пропорционален постоянной составляющей произведения двух AM-сигналов.

Переменные составляющйе момента с .удвоен ной частотой несущей полност ью фильтруются инерционностью подвижной части прибора. Переменная составляющая момента с удвоенной частотой огибающей при низких значени- 20 ях част оты огибающей пол ност ью не отфил ьтро вы вает ся .

Основным недостатком фазочувствительного детектора является зависимост ь показаний электродинами веского ° 25 прибора, пропорционал ьных как от сдви— га фаз несущих так и огибающих, т.е. н в воз мож но не поср ед ст вен но и з мер ит ь угол сдвига фаз между несущими балансно-модулированных и амплитудно-модулированных сигналов. Кроме того, фазочувствительными детекторами на основе асинхронных двухфазных двигателей и электродинамических приборов невозможно измерить сдвиг фаз между несущими балансно-модулированных коле а"-.

35 ний, имеющими разные (не кратные) частоты огибающих, так как в этом случае вообще от сут ст вует постоя нная со ст а вля ющая, кот орой про пор ци о нал ь40 ны показания прибора или вращающий момент дви гателя.

Наиболее близким по технической сущности к предлагаемому является фазометр, построенный на основе умножа45 ющих цепей и содержащий умножитель и фильтр низких частот P2).

При перемножении балансно-модулированных колебаний

О„И.)-0„ми Я„+М аt

" Ж =О чи 9< +in (в «ч 2 полу чае м

Из анализа этого выражения можно заключить, что информацию об угле

"фасо()„-Q ) -cos(g д )фоь4

Цель изобретения - увеличение точности измерения. угла "сдвига фаз между несущими напряжениями БИ-колебаний .

Указанная цель достигается тем, что в фазометр, содержащий первый умножитель, первый фильтр и первую и вторую входные клеммы, дополнительно введены аттенюатор, первый и второй амплитудные дете кторы, сумматор, второй фильтр, второй умножитель, фазовращатель, блок сравнения и гетеродии, при этом первая клемма соединена с входом аттенюатора, выход которого подключен к первому входу блока срав; нения и первому умножителю, второй вход блока сравнения и второй умно" житель подключены к второй кпемме, выход блока сравнения соединен с управляющим входом аттенюатора, а вторые входы умножителей через yriравляеи)й фазовращатель подключены к гетеродину, выход первого умножителя через первый фильтр подключен к первому амплитудному детектору, выход которого соединен с управляющим входом фазовращателя, а выход второго умножителя через второй фильтр соединен с входом второго амплитудного детектора, прямой и инверсный входы сумматора подключены к выходам амплитудных детекторов сост вет ственно.

0572, 4 и меем

U,К)0,(t)= — — Яика со (ew)

- s1n((sw Q + 1

shank(2 w+Qn) Ь4+Ч)

2а-Ь 91+с +Ч; 2.щ4: — Q4+d. +g

g Ц(4 и 1и 3 i

3 101

На чертеже показана структурная схема фазометра. фазометр содержит аттенюатор 1, первый и второй умножители 2 и 3, управляемый фазовращатель 4, блок

5 сравнения, первый и второй фильтры 6 и 7 нижних частот, первый и второй амплитудные детекторы 8 и 9, сумматор 10, входные клеммы 11 и 12.

Фазометр работает следующим об- 1о разом.

Балансно-модулированное напряжение U (t) подается через управляемый аттенюатор 1 на первый умножи- тель 2. Второе БИ-напряжение посту- 1з пает на второй умножитель 3. К обоим умножителям 2 и 3 через управляемый фазовращатель 4 подводится гармоническое напряжение гетеродина

И (1) с частотой, . равной частоте не- 2в . сущей БИ-колебаний. Аттенюатор 1 необходим для того, чтобй обеспечить равными амплитуды БИ-колебаний„поступающих на умножители 2 и 3.

Для этой цели служит блок 5 сравнения, который воздейст вует на управляеиий аттенюатор 1.

Напряжение с выходов умножителей

2 и 3 поступают на фильтры 6 и 7, выделяющие напряжения с частотами и Д . Выходные напряжения фильтров поступают на амплитудные детекторы 8 и 9, выходные сигналы детекторов вычитаются на сумматоре 10. Выходной сигнал сумматора характеризует сдвиг фаз между несущими напряжениями БИ "си гнало в.

Выходное напряжение амплитудного детектора 8, кроме того, воздействует на фазовращатель 4, с помощью которого обеспечивается угол сдвм г а фаз ю между гармоническим напряжением Uq (t) . и несущими напряжениями БИ-колебаний, равный 90 .

Прй умножении напряжений

Для измерения угла сдвига фаз между несущими балансно-модулированных си гналов целесообразно испол ьзоват ь члены (4" з

Б1И Q WCQ5ns(, U@Ug

S1 Q% СО (9 ) Напряжения этих частот выделяются фильтрами 6 и 9 соответственно.

Как спедует из выражений .(21 и (3), для получения указанных напряжений необходимо отфильтро вать сиг" налы с частотами

Tc3K KBK обк чноя7Д, Ж >,то для этих целей можно испольэовать фильтр нижних частот с частотой среза, равной (6-10)Д где Д - максимальное мак макс зна чени е, которое; южет при нимат ь частота Д„или Я . В эт ом случае в 2. полосе прозрачности фазовый сдвиг, вносимый фильтром, будет минимальным, а фильтры выполняются неперестраи ваемыми.

Если при помощи фазовращателя 4 осуществлять поворот фазы гармонического напряжения таким образом, чтобы о(= +3, где " - .оиибка устаЯ новки угла d„равного 90, то на выходе амплитудных детектороЪ 6 и 7 получаем постоянные напряжения вели чи ной

U„(6)= U„S1n 9„< S1.п Ж 4

О И)=0., Ь1И(а1 .Ц полу чае м

0„Ы0 (1)"- — +-ф и Q tcose- д

1 гs"n(Kw Q„H+d)

При умножении напряжений

О ()=0 91И Q t БАЛИ ((и.(Лф)

О И) Чачи (uu+ +4 ) -0,0ь 1И ф-W)

При достаточно малой Я1Иуу и поэтому

О Ь УИ, 51И 3 =« О оъ 1 1 1 Ври ю®-Ч)--О, И в с ф СОИМ-В1ИМ )

С помощью аттенюатора 1 амплитуды БИ-колебаний, поступающих .на умножители 2 и 3, уравниваются, å.

1010572 при g .0 gQ =АМ1еЦ- .

Составитель С.Морозов

Редактор Н,Безродная Техред А.Бабинец

Корректор Jl. Боюан

Заказ 2483/35 Тираж 708, Подписное

ВНИИПИ Государственного комитета СССР по делам изобретений и открытий

113035, Москва, N-35, Раушекая наб., д. 4/5

Филиал lllln "Патент", r. Ужгород, ул. Проектная, 4

5 щ ., 4 2. ™1- Х lM2.В таком случае показания на выходе сумматора 10 будут равны

b U=A®-A(gCOSM-51è×) =.

А Я ц-со5 чИ1Ф 3;

Предлагаемое устройства по сравнению с известниьи обеспечивает бо" лее точное измерение угла. Ц за Счет использования неперестраивающих филь% тров низких частот. Кроме того, устройство возможно йспользовать также и для измерения угла сдвига

Фаз между несуц иьи амплитудно-модулированных сигналов.