Способ измерения разности фаз

Способ измерения разности фаз

Иллюстрации

Показать все

Реферат

 

Изобретение относится к электрорадиоизмерительной технике и -может быть использовано при измерении фазовых сдвигов. Устройство, реализующее данный способ, содержит коммутатор 1 двух исследуемь1Х сигналов, усилительно-смесительные каналы 2-4, гетеродин 5, блок 6 автоматической подстройки частоты, синхронизатор 7, фазометр 8, коммутатор 9 полярности сигнала, интегратор 10. Первый сигнал поступает на вход первого канала в нечетные такты, в четные - на вход второго канала. Второй сигнал поступает на вход второго канала в четные такты, в нечетные - на вход первого канала. Длительность тактов одинаковая, полярность сигнала инвертируют в четные либо нечетные такты и сохраняют неизменной. Амплитуду сигнала, равную в нечетные либо четные такты сумме измеряемой разности фаз между исследуемыми сигналами и разности набегов фаз в каналах , а в четные либо нечетные такты разности этих величин, интегрируют . На выходе интегратора 10 получают сигнал, амплитуда которого соответствует разности фаз исследуемьк сигналов ине зависитот величиныи зна ка разностииабегов фаза каналах.2ип. (/} - 2 - Я7 О сл о сл 00

СОЮЗ СОВЕТСНИХ

СОЦИАЛИСТИЧЕСНИХ

РЕСПУБЛИК (19) (11)

1бц 4 G 01 R 25/00

ОПИСАНИЕ .ИЗОБРЕТЕНИЕ .

t б

В

4 бЕ 4

Ь б б, Г

M ABTOPCHOMY СВИДЕТЕЛЬСТВУ

ГОСУДАРСТВЕННЫЙ КОМИТЕТ СССР

ПО ДЕЛАМ ИЗОБРЕТЕНИЙ И ОТКРЫТИЙ (21) 3729653/24-21 (22) 21.04.84 (46) 15.01,86. Бюл. N 2 (71) Севастопольский приборостроительный институт (72) Л.M. Лобкова, В.В, Стельмах и 10.П. Михайлюк (53) 621.317.77(088.8) (56) Сайбель А,Г. Основы радиолокации. M. Сов.радио, 1961, с. 165.

Кушнир Ф.В. Электрорадиоизмере. ния Л.: Энергоатомиэдат. 1983, с. 191. (54) СПОСОБ ИЗМЕРЕНИЯ РАЗНОСТИ ФАЗ (57) Изобретение относится к электрорадиоизмерительной технике и .может быть использовано при измерении фазовых сдвигов. Устройство, реализующее данный способ, содержит коммутатор 1 двух исследуемьи сигналов, усилительно-смесительные каналы 2-4, гетеродин 5, блок 6 автоматической подстройки частоты, синхронизатор

7, фазометр 8, коммутатор 9 полярности сигнала, интегратор !О. Первый сигнал поступает на вход первого канала в нечетные такты, в четные— на вход второго канала. Второй сигнал поступает на вход второго канала в четные такты, в нечетные — на вход первого канала. Длительность тактов одинаковая, полярность сигнала инвертируют в четные либо нечет ные такты и сохраняют неизменной.

Амплитуду сигнала, равную в нечетные либо четные такты сумме измеряемой разности фаз между исследуемыми сигналами и разности набегов фаэ в каналах, а в четные либо нечетные такты разности этих величин, интегрируют, На выходе интегратора 10 получают сигнал, амплитуда которого соответствует разности фаз исследуемых сигналов ине зависитот величиныи зна ка раэностинабегов фазв каналах.2ил.

1205053

4О ф5

TKOH

" T " рц где Т д„ »

"чет, L å

Изобретение относится к электрорадиоизмерительной технике и может быть использовано в электро- и радиотехнических установках различного назначения при измерении фазовых сдвигов.

Целью изобретения является повышение точности измерения разности фаз.

На фиг. 1 представлена функциональная схема устройства для реализации предлагаемого способа; на фиг, 2 — временные диаграммы его работы, Устройство содержит коммутатор 1 двух исследуемых сигналов, усилительно-смесительные каналы 2-4, гетеро— дин 5, блок 6 автоматической подстройки частоты, синхронизатор 7, фазометр 8., коммутатор 9 полярности сигнала и интегратор 10.

Каждый из усилительно-смесительных каналов 2-4, содержит усилители амплитуды исследуемых сигналов, смесители супергетеродинного типа и усилители амплитуды сигналов промежуточной частоты.

Усилительно-смесительные каналы

2 и 3 совместно с гетеродином 5 образуют первый 2 — 5 и второй 3-5

Г каналы двухканального усилительнопреобразовательного тракта соответственно.

Усилительно-смесительный канал 4 совместно с гетеродином 5 образует вспомогательный усилительно-преобразовательный тракт (4-5), а последний совместно с блоком 6 автоматической подстройки частоты — систеМу

4-5-6 автоматической подстройки частоты.

В каналах двухканального и вспомагательного усилительно-преобразовательных трактов осуществляют однократные или многократные как усиление амплитуды, так и преобразование частоты.

Коммутатор 9 полярности сигнала осуществляет параллельно-перекрестное переключение двух входных и двух выходных шин или каким-либо дру гим образом изменяет полярность сигнала на противоположную в моменты времени, определяемые импульсами синхронизации, сохраняя неизменной его амплитуду.

Первый и второй выходы коммутатора 1 исследуемых сигналов соеди5

1О

1 5

2О

ЗО иены с сигнальными входами усилительно-смесительных каналов 2 и 3 соответственно, выходы которых подключены к первому и второму входам фазометра 8 соответственно. Выход фазометра 8 соединен с входом коммутатора 9 полярности сигнала, выход которого включен с входом интегратора 10. Первый, второй и третий выходы гетеродина 5 соединены с гетеродинными .входами усилительносмесительных каналов 2 — 4 соответственно, Сигнальный вход усилительно-смесительного канала 4 соединен с вторым входом коммутатора 1 а выход подключен к входу блока 6 автоматической подстройки частоты, выход которого соединен с входом управления гетеродина 5. Первый и второй выходы синхронизатора 7 сое— динены с входами управления коммутатора 1 и коммутатора 9 полярности сигнала соответственно..

Способ измерения разности фаз осуществляют следующим образом.

На первый и второй входы коммутатора 1 подают первый и второй ис1следуемые сигналы соответственно.

Исследуемый сигнал с второго входа коммутатора. 1 непрерывно подают на сигнальный вход усилительно-смесительного канала 4. Сигнал с выхода автоматической подстройки частоты

-(4-5-6) подают на вход управления гетеродина 5. Системой 4-5-6 автоматической подстройки частоты управляют гетеродином 5 таким образом, что при изменении частоты исследуемого сигнала на втором входе коммутатора 1 частоту сигнала промежуточной частоты на выходах усилительносмесительных каналов 2-4 удерживают неизменной. Коммутатор 1 и коммутатор 9 полярности сигнала работают синхронно в два такта, при этом — период коммутации; — длительность четного и нечетного тактов соответственно, В нечетные такты из синхронизатора 7 на коммутатор 1 поступают нечетные синхронизирующие импульсы, при этом исследуемый сигнал с первого входа коммутатора 1 подают на его первый выход и далее на сигналь1205053 ный вход усилительно-смесительного канала 2, а исследуемый сигнал с второго входа коммутатора 1 подают на его второй выход и далее на сигнальный вход усилительно-смесительного канала 3. В четные такты из синхронизатора 7 на коммутатор 1 поступают четные синхронизирующие импульсы, при этом исследуемый сигнал с первого входа коммутатора 1 подают на его второй выход и далее на сигнальный вход усилительно-смесительного канала 3, а исследуемый сигнал с второго входа коммутатора 1 подают на его первый выход и далее на сигнальный вход усилительно-смесительного канала 2. Первый и второй исследуемые сигналы на входе коммутатора 1 имеют фазы Р1- и 2 соответственно. Измеряют разность фаз исследуемых сигналов (2 Р1 )1 и Р = Р -СР„=-(

Если за опорный принимают первый исследуемый сигнал, т.е, п Р = — Я>2, то величина разности фаз сигналов промежуточной частоты на входе фазометра 8 в нечетные такты. ДФнеч =4 неч " нец=Ж+Ь Р)-Я 2=И +ДУ, Ч вЂ” фаза сигнала промежу1 На точной частоты на выходе канала 2-5 в нечетные такты; ! где в зависимости от того, какой из ис1следуемых сигналов принимают за опор. ный, Разность набегов фаз 6 1 в первом канале 2-5 усилительно-преобразовательного тракта относительного второго канала 3-5 обусловлена тем, что величины собственных набегов фазы в каждом из каналов неодинаковы и, кроме того, непостоянны во време,ни. Разность фаз сигналов промежуточ ной частоты на входе фазометра 8

Ч вЂ” фаза сигнала промежуг.неч точной частоты на выходе канала 3-5 в нечетные такты, а величина разности фаз каналов промежуточной частоты на входе фазометра 8 в четные такты "че - 1чет отчет ("2 ) Р

10 где 9 — фаза сигнала промежу чет точной частоты на выходе канала 2-5 в четные такты;

Ч „ — фаза сигнала промежу- точной частоты на выходе канала 3-5 в чет- ные такты.

Сигнал на выходе фазометра 8 0 „е„

20 ИЛИ 09,1е - (фИГ. 2) ПРЯМО ПрОПОрЦИонален разности фаз или

Д Ч „ в нечетные или четные такты соответственно. В нечетные такты из синхронизатора 7 на коммутатор 9 полярности сигнала поступают нечетные синхронизирующие импульсы, при этом сигнал на выходе коммутатора 9 полярности сигнала равен сигналу на вы- ходе фазометра 8, т.е.

U9 неч US н.ец

В четные такты из синхронизатора 7 на коммутатор 9 полярности сигнала поступают четные синхронизирующие импульсы, при этом сигнал на выходе коммутатора 9 полярности сигнала равен сигналу на выходе фазометра 8 по амплитуде, но имеет обратную полярность, т,е.

40 1 9чен 1.1ече11

Выходной сигнал коммутатора 9 ПЬлярности сигнала U9 (фиг. 2) подают на вход интегратора 10. Выходной сигнал коммутатора 9 полярности сиг49 нала U9 имеет постоянную составляющую„амплитуда U которой зависит от измеряемой разности фаз исследуе,мых сигналов .Ьф, и переменную составляющую, амплитуда d U- которой зависит от разности набегов фаз в канала с 4,у

В результате интегрирования вы» ходного сигнала коммутатора 9 полярности сигнала Ue на выходе

7 интегратора 10 получают. сигнал

0„О (фиг. 2), амплитуда которого соответствует амплитуде У,постоянной составляющей выходного сигнала коммутатора 9 полярности сигнала.

205053

Таким образом, " иец - ЛЧ црг

<о 2

Фиг. Р (д +а )-(-л + ьр ) 2

Следовательно, на выходе интегра тора l0 получают сигнал, амплитуда которого, соответствует измеряемой разности фаз исследуемых сигналов ср и не зависит от величины и знака разности набегов фаз d Q в каналах.

Формула изобретения

Способ измерения разности фаэ, основанный на последовательных усиленни амплитуды и преобразовании частоты двух исследуемых сигналов раздельно в двух параллельных каналах, при этом автоматически подстраивают частоты гетеродинных колебаний, и последующем измерении разности фаз сигналов промежуточной частоты, .при этом преобразуют разность фаз сигналов промежуточной частоты в сигнал, амплитуда которого зависит

ВНИИПИ Заказ 8522/46

Тираж 747 Подписное

Филиал ППП "Патент", г. Ужгород, ул.Проектная, 4 от измеряемой разности фаз, о т л и ч а ю шийся тем, что, с целью повышения точности, периодически коммутируют два исследуемых сигнала на входы параллельных каналов в два такта за период коммутации так, что в нечетные такты первый сигнал поступает на вход первого канала, а второй сигнал-на вход второго канала, в четные такты первый сигнал поступает на вход второго канала; а второй сигнал-на вход первого канала,прй этом длительности четного и нечетного тактов выбирают равными, затем полярность сигнала, амплитуда которого зависит от измеряемой разности фаз, инвертируют в нечетные либо четные такты, а в четные либо нечетные такты соответственно сохраняют неизме иной, при э том ампли туда сигнала в нечетные либо четные такты соответствует 4+ 6g а в четные либо нечетные такты соответственно соответствует $ + — 6 ф, затем ампли25 туду сигнала интегрируют, при этом амплитуда интегрированного сигнала соответствует Д Я>, где д Я вЂ” измеряемая разность фаэ между исследуемыми сигналами; 1 — разность набегов фаз в каналах.