Фазометр
Иллюстрации
Реферат
ФАЗОМЕТР, содержащий дискретный фазовращатель, три перемножителя напряжений и три компаратора, отличающийся тем, что, с целью улучшения метрологических характеристик путем уменьшения разрядности кода выходного сигнала при сохранении точности, в него дополнительно введены удвоитель частоты, смеситель и фильтр, причем к первому входу фазометра подключены объединенные первый вход первого перемножителя напряжений, вход дискретного фазовращателя , выход которого соединен с первым входом второго перемножителя напряжений, и вход удвоителя частоты , выход которого соединен с первым входом смесителя, к выходу которого через фильтр присоединен первый вход третьего перемножителя напряжений , при этом вторые входы трех перемножителей напряжений и второй вход смесителя объединены и подключеО ) ны к второму входу фазометра, а выходы - к компараторам.
COOS СОВЕТСНИХ
И ПЮВИ
РЕСПУБЛИН аю (и) З1д) 01 Д 25 00 01 R 25/02
ГОСУДАРСТВЕННЫЙ KOMHTET СССР
ПО ДЕЛАМ ИЗОБРЕТЕНИЙ И ОТНРЬГПФ
МЕО
ОПИСАНИЕ ИЗОБРЕТЕНИЯ
БЧВЛ
К АВТОРСКОМУ СВИДЕТЕЛЬСТВУ (21) 3531962/18-21 (22) 04.01.83 (46) 23.09.84. Бюл. К - 35 (72) Л.А.Семенова (53)621.317.77(088.8) (56) 1. Авторское свидетельство СССР
9 278870, кл. Q 01 R 25/00, 1965.
2. Болдин В.А. и др. Современные радионавигационные устройства и системы. — В кн.: Итоги науки и техники.
Сер. "Радиотехника", т. 23, 1980, с-. 189, рис. 2.20 (прототип). (54)(57) ФАЗОМЕТР, содержащий дискретный фаэовращатель, три перемножителя напряжений и три компаратора, отличающийся тем, что, с целью улучшения метрологических характеристик путем уменьшения раз рядности кода выходного сигнала при сохранении точности, в него дополнительно введены удвоитель частоты, ! смеситель и фильтр, причем к первому входу фазометра подключены объединенные первый вход первого перемножителя напряжений, вход дискретного фазовращателя, выход которого соединен с первым входом второго перемножите-. ля напряжений, и вход удвоителя частоты, выход которого соединен с первым входом смесителя, к выходу которого через фильтр присоединен первый вход третьего перемножителя напряжений, при этом вторые входы трех перемножителей напряжений и второй вход смесителя объединены и подключеI ны к второму входу фаэометра, а выходы — к компараторам. (2) 1 111
Изобретение относится к области радиотехнических измерений и может быть использовано для автоматического измерения разности фаз двух синусоидальных сигналов с выдачей результата измерений в цифровом коде.
Известна группа компенсационных фазометров, которые делятся на устройства с последовательной и поразрядной компенсацией (1) .
Недостаток устройств — большое время, затрачиваемое на *роведение измерений.
Известны компенсационные цифровые фаэометры, основанные на добавлении к одному из сравниваемых сигналов известных фиксированных фазовых сдвигов и определении того вносимого сдвига, который уравновешивает имеющийся фазовый сдвиг между сигналами.
Наиболее близким техническим решением к изобретению является фазовый дискриминатор (фазометр), преобразующий разность фаз двух синусоидальных сигналов в цифровои код, состоящии из дискретных фазовращателей, перемножчтелей напряжения и компараторов.
Точность измерения разности фаз этим устройством определяется ценой фазового дискрета (равная его полови30 не). Если фазометр содержит 4 перемножителя, входной результат получается в виде четырехразрядного кода.
При этом цена фазового дискрета равна 45 . Для увеличения точности в два раза необходимо использовать 8 о перемножителей (цена дискрета 22,5 ).
Соответственно устройство будет иметь
8 выходов, а код выходного результа та будет восьмиразрядным (2) .
Недостатком известного устройства является большое число разрядов кода выходного результата при сравнительно невысокой точности измерения сдвига фаз.
Целью изобретения является улучшение метрологических характеристик путем уменьшения разрядности кода выходного сигнала при сохранении точ=ности измерения сдвига фаэ. 50
Поставленная цель достигается тем,,что в фаэометр, содержащий три перемножителя напряжений, дискретный фазовращатель и три компаратора, дополни- . тельно введены удвоитель частоты, сме- Ы ситель и фильтр, причем к первому ходу устройства подключены объединенные первый вход первого перемножителя
4972 2 напряжений, вход дискретного фазовращателя, выход которого соединен с первым входом второго перемножителя напряжений, и вход удвоителя частоты, выход которого соединен с первым входом смесителя, к выходу которого через фильтр присоединен первый вход третьего перемножителя напряжений, при этом вторые входы трех перемножителей напряжений и второй вход смесителя объединены и подключены к второму входу фаэометра, а выходы — к компараторам.
На.чертеже показана структурная схема фазометра.
Фазометр содержит удвоитель 1 частоты, смеситель 2, фильтр 3, дискретный фазовращатель 4, перемножители
5.1, 5.2, 5.3 напряжений, и компараторы 6.1, 6.2, 6.3.
Устройство работает следующим образом.
Сравниваемые сигналы, имеющие частоту у и отличающиеся по фазе на g подводят к входам фазометра. Один из сравниваемых сигналов аС05 (4)Е +
1 удвоителя снимают сигнал двойной частоты аг Еоа (2 u4 + 2ф) . При перемножении s смесителе 2 этого сигнала на второй входной сигнал Leos t получается сумма сигналов вида — — (cos (ы1 + 2q>)+ со (ЗЫ+2ц)1(1) агЬ
2 ) из которой с помощью фильтра 3 выделяют первую составляющую а 1 cog(Qt +
+ 2y), которую подводят к первому входу перемножителя 5.3. На выходах перемножителей (фазовых детекторов)
5.1 — 5.3 при этом появляются соответственно напряжения, пропорциональные величинам где К<, К,, К з - коэффициенты передачи блоков устройства.
Сдвиг фаз
Выходы фаэометра
Сдвиг фаз
Выходы фазометра
2 3
0-45
180-225
225-260
260-305
305-360
О.
45-90
90-135
135-1S0
0
Составитель В.Шубин
Редактор В.Иванова . Техред А.Бабинец Корректор M.màðîøè
Заказ 6763/31 Тираж 710 Подписное
ВНИИПИ Государственного комитета СССР по делам.изобретений и открытий
113035, Москва, Ж-35, Раушская наб., д. 4/5
Филиал ППП "Патент", r. Ужгород, ул. Проектная, 4
3 11149
Компараторы 6. 1 — 6. 3, подключенные к выходам перемножителей, реагируют только на полярность входного напряжения, т.е. на знаки напряжений
)I(((2 (! 3 которые зависят от личины измеряемой разности фаз (у (и не зависят от величин амплитуд а и
b и от коэффициентов передачи k(— К блоков устройства). При 0; ъ 0 выходное напряжение компаратора соответствует логическому нулю, при 0(с 0— логической единице. Набор полученных на выходах фазометра нулей и единиц представляет собой параллельный двоичный трехразрядный код величины измеряемой разности фаз. При изменении измеряемого значения разности фаз Ц от 0 до 3600 код измеряемого значения разности фаз, как следует из ана- лиза соотношений (2), изменяется в . 2О соответствии с таблицей.
При этом максимальная абсолютная ошибка измерения разности фаз, соответствующая половине цены фазового дискрета, составляет 22,5 о
Предлагаемое устройство обеспечивпет проведение измерений разности фаз с той же точностью, что и известное устройство, но выходной результат получается в виде трехраэрядного 3п кода вместо четырехразрядного.
При использовании предлагаемого устройства для увеличения точности
72 4 измерений в два раза, достаточно ввес-. ти дополнительно два фазоврашателя рф /
II u на + 4- и -- два перемножителя и два
Дэ компаратора. При этом число выходов устройства и число разрядов кода рав-. но пяти, а знаки кода, снимаемые с выходов компараторов, соответствуют полярности напряжений.
Увеличение точности в два раза потребовало бы использования в известном устройстве дополнительно 4 фаэовращателей (8 8 и 8)р
4 перемножителей и 4 усилителей, а код выходного результата бып бы,восьмнразрядным.
Если измеряемое значение сдвига фаз совпадает с границей фазового дискрета и величина одного из напряжений 0; должна быть равна нулю, ошибка измерений также равна половине цены фазового дискрета. Знак ошибки (сторона отклонения от точки перехода через нуль) зависит от того случайного знака напряжения, которое выдает соответствующий компаратор вместо нуля.
Технические преимущества изобретения заключаются в уменьшении разрядности кода выходного результата при сохранении точности измерений.