Фазоизмерительное устройство

Фазоизмерительное устройство

Иллюстрации

Показать все

Реферат

 

Изобретение относится к измерительной технике и может быть использовано , например, в метрологии. Цель изобретения - повышение чувствительности устройства и расширение области его использования. Устройство содержит входной усилитель 1, синхронные интеграторы 2, 12 и 13, апериодический усилитель 3, синхронный детектор 4, генератор 5 опорной частоты, фазовращатель 6, формирователи 7,10 и 11 опорного напряжения, фазовращатели 8 и 9 с фиксированньими фазовыми сдвигами, операционный усилитель 14, интегратор 15, широтно-импульсньй модулятор 16 и управляемый фазовращатель 17. Операционный ус1шитель собран по схеме вычит ания сигналов. В описании представлены блок-схемы широтно-импульсного модулятора и управляемого фазовращателя. 3 ил. § (О с 7f N3 o со

СОЮЗ СОВЕТСНИХ

СОЦИАЛИСТИЧЕСНИХ

РЕСПУБДИН (19) (111

- д11 4 G 01 R 25/00

ОПИСАНИЕ ИЗОБРЕТЕНИЯ

Н ABTOPCHOMV СВИДЕТЕЛЬСТВУ

ГОСУДАРСТВЕННЫЙ НОМИТЕТ СССР

ПО ДЕЛАМ ИЗОБРЕТЕНИЙ И ОТКРЫТИЙ (21) 3769350/24-21 (22) 10.07.84 (46) 07.04.86. Бюл, N - 13 (71) Центральное конструкторское бюро уникального приборостроения

Научно-технического объединения

АН СССР (72) Ю.Ю. Михалевич и Т.И. Близнюк (53) 621.317.77 (088.8) (56) Журнал ПТЭ 1981, ¹ 6, с. 127.

Радио,1984, № 1, с. 40.

Ипатов А.В. и Берлин А.Б. Селективный усилитель с синхронным инте1— раторомг Журнал ПТЭ 1973, ¹ 1, с. 118-120. (54) ФАЗОИЗМКРИТЕЛЬНОЕ УСТРОЙСТВО (57) Изобретение относится к измерительной технике и может быть использовано, например, в метрологии.

Цель изобретения — повышение чувствительности устройства и расширение области его использования. Устройство содержит входной усилитель

1, синхронные интеграторы 2, 12 и

13, апериодический усилитель 3, синхронный детектор 4, генератор 5 опорной частоты, фазовращатель 6, формирователи 7,10 и 11 опорного напряжения, фазовращатели 8 и 9 с фиксированными фазовыми сдвигами, операционный усилитель 14, интегратор 15, широтно-импульсный модулятор

16 и управляемый фазовращатель 17.

Операционный усилитель собран по схеме вычитания сигналов. В описании представлены блок-схемы широтно-импульсного модулятора и управляемого фазовращателя. 3 ил.

1223162

Изобретение относится к измерительной технике и может быть использовано в метрологии, спектроскопии малых концентраций газов, а также в системах контроля различных технологических процессов.

Цель изобретения — повышение чувствительности устройства и расширение области его применения, заключающееся в воэйожности производить измерения более малых концентраций газов, более широкого набора газов, а также производить исследование частоты поверхности материалов и тонких пленок.

На фиг.1 представлено фаэоизмерительное устройство", на фиг.2 и 3 изображены соответственно широтноимпульсный модулятор и управляемый фазовращатель фазоизмерительного устройства.

Фазоизмерительное устройство (фиг.1) содержит входной усилитель. 1, синхронный интегратор 2, апериодический усилитель 3, синхронный детектор 4, последовательно соединенные друг с другом генератор 5 опорной частоты, подключенный через фазовращатель 6 к входу первого формирователя 7 опорного напряжения, выход которого подключен к соответствующим входам синхронного интегратора 2 и синхронного детектора 4, а также содержит два фазовращателя 8 и 9 с фиксированными фазоll выми сдвигами на + — радиан и на

И вЂ” радиан соответственно входы

Э которых подключены к выходу первого формирователя 7, а выходы через формирователи 10 и 11 опорного напряжения подключены к соответствующим входам синхронных интеграторов

12 и 13, сигнальные входы которых объединены и подключены к выходу входного усилителя 1, а выходы подключены. у синхронного интегратора 12 к инвертирующему входу операционного усилителя 14, собранного по схеме вычитания сигналов, у синхронного интегратора 13 — к неинвертирующему входу операционного усилителя 14, выход которого подключен через последовательно соединенные интегратор 15 и широтно-импульсный модулятор 16 к управляющему входу управляемого фазовращателя 17, сигнальный вход которого соединен с

55

Пусть на вход управляемого фазовращателя 17 поступает смесь сигнала и шума, и пусть фазовращатель 6 в исходном состоянии выдает фазу сигнала такой, что она совпадает с фазой опорного напряжения, формируемого формирователем 7.

Через входной усилитель 1 смесь шума и сигнала поступает на синхронвходом устройства, на который поступает исследуемый сигнал, а выход подключен к входу входного усилителя 1.

Широтно-импульсный модулятор 16 фазоизмерительного устройства (фиг.2) содержит генератор 18 пилообразного напряжения, выполненной по любой схеме, операционный усили10 тель 19, собранный по схеме вычитания сигналов, первый вход которого соединен с входом широтно-импульсного модулятора, а второй вход подключен к движку потенциометра 20, выход усилителя 19 подключен к первому входу компаратора 21, второй вход которого подключен к выходу генератора 18 пилообразного напряжения, а выход компаратора 21 соединен щ с выходом широтно-импульсного модулятора 16.

На фиг.3 представлена схема управляемого фаэовращателя 17, в качестве которого использована схема

25 известного Ш1И-ДАУ 8с -фазовращателя. Он содержит операционный усилитель 22 совместно с КС цепью образующий схему фаэовращателя, и полевой транзистор 23, являющийся фазорегулирующим элементом.

Вход и выход усилителя 22 соединены с входом и выходом управляемого фазовращателя, а затвор полевого транзистора 23 соединен с управляющим входом управляемого фазовращателя 17.

Фазоизмерительное устройство работает следующим образом.

Генератор 5, фазавращатели б, 8 и 9 совместно с формирователями опорного напряжения 7,10 и 11 формируют три сигнала опорного напряжения, из которых сигнал, формируемый формирователем 7, является основным, а сигналы, формируемые формирователями 10 и 11, — вспомогательными, причем эти сигналы по фазе сдвинуты относительно основного опорного

II сигнала на — радиан.

1223162

15

25

35

45

55 ные интеграторы 2, 12 и 13, на выходах которых выделятся сигналы: на выходе синхронного интегратора 2— пропорциональный амплитуде входного сигнала, на выходах синхронных интеграторов 12 и 13 — пропорциональный амплитуде входного сигнала и обратно пропорциональный сдвигу фаз опорных сигналов синхронных интеграторов 12 и 13 от фазы опорного сигнала синхронного интегратора 2.

Таким образом, на выходе синхронного интегратора 2 имеется макси- мальный выходной сигнал, а на выходах синхронных интеграторов 12 и

13 — сигналы по амплитуде меньше, но равные друг другу, в связи с чем на выходе усилителя 14 и интегратора 15 выходной сигнал равен нулю, соответственно широтно-импульсный модулятор 16 сигнала на своем выходе не изменяет и фаза сигнала на выходе управляемого фазовращателя 17 остается прежней.

Если в смеси шум-сигнал фаза сигнала не изменяется, а амплитуда начинает меняться, то начинают меняться выходные сигналы на выходах синхронных интеграторсв 2, 12 и 13, но так как равенство сигналов синхронных интеграторов 12 и 13 не нарушается, на выходе усилителя 14 .и интегратора 15 сигнал остается равным нулю, в результате чего фаза сигнала на выходе управляемого фазовращателя 17 не изменяется.

Если же в смеси шум-сигнал начинает изменяться фаза сигнала, то начинают изменяться сигналы на выходах синхронных интеграторов 12 и 13, причем, в зависимости от знака ухода фазы сигнала, сигнал на одном синхронном интеграторе начинает уменьшаться, а на другом — возрастать. Возникает неравенство амплитуд сигналов на входах усилителя 14, на выходе которого появляется сигнал, пропорциональный уходу фазы сигнала.

Этот сигнал, проинтегрированный интегратором 15, воздействует на широтно-импульсный модулятор 16 и приводит к образованию на выходе широтно-импульсного модулятора 16 сигнала, по которому управляемый фазовращатель 17 возвращает уходящую фазу входного сигнала к согласованному с фазой опорного напряже-. ния, формируемого формирователем 7, положению.

Формула изобретения

Фазоизмерительное устройство, содержащее последовательно соединенные входной усилитель, первый синхронный интегратор, апериодический усилитель и синхронный детектор, генератор опорной частаты, подключенный через фазовращатель к входу первого формирователя опорного напряжения, выход которого подключен к соответствующим входам первого синхронного интегратора и синхронного детектора, о т л и ч а ю щ ее с я тем, что, с целью повьйпения чувствительности и расширения области применения, оно дополнительно содержит два фазовращателя с фиксированными фазовыми сдвигами, второй и третий формирователи опорного напряжения, два синхронных интегратора, усилитель, интегратор, широтноимпульсный модулятор, управляемый фазовращатель, причем фазовращатели с фиксированными фазовыми сдвигами подключены входами к выходу первого формирователя опорного напряжения, входы второго и третьего формирователей опорного напряжения соединены с выходами соответствующих фазовра-, щателей с фиксированными фазовыми сдвигами, управляющие входы второго и третьего синхронных интеграторов подключены к выходам третье о и второго формирователей опорного напряжения соответственно, сигнальные входы второго и третьего интеграторов объединены и подключены к выходу входного усилителя, сигнальный выход второго синхронного интегратора подключен к инвертирующему входу усилителя, а сигнальный выход третьего синхронного интегратора подключен к неинвертирующему входу усилителя, выход которого подключен

-к входу интегратора, подключенного выходом к входу широтно-импульсного модулятора, выход которого подключен к управляющему входу управляемого фаэовращателя, сигнальный вход которого соединен с входом устройства, а выход подключен к входу входного усилителя.

1223162

Тираж 728 Подписное

ВНИИПИ Государственного комитета СССР по делам изобретений и открытий

113035, Москва, Ж-35, Раушская наб., д. 4/5

Заказ 1708/48

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

Составитель Н. Агеева

Редактор Е. Папп Техред И,Попович Корректор С. Шекмар1