Способ регистрации и измерения разности фаз двух колебаний

Способ регистрации и измерения разности фаз двух колебаний

Иллюстрации

Показать все

Реферат

 

- 43685

АВТ0РСМОЕ СВИДЕТЕЛЬСТВО НА ИЗОБРЕТ(НИЕ

ОПИСАНИЕ способа регистрации и измерения разности фаз двух колебаний.

К авторскому свидетельству H. Ll,. Папалекси и Л. Л. Мандельштама, заявленному 14 января 1925 года (спр. о перв. № 160801).

0 выдаче авторского свидетельства опубликовано 31 июля 1935 года.

Во многих случаях при измерениях стот к какому-нибудь детекторному в области высокой частоты возникает устройству, обладающему достаточной необходимость в сравнении или изме-, нелинейностью в смысле наличия в его рении так называемой разности фаз характеристике членов соответствуюдвух колебаний, частоты которых нахо- щей степени, то как постоянная сладятся в рациональном отношении друг,,гающая тока в его цепи, так и амплик другу. Как известно, обычно для этих туды комбинационных гармоник будут целей пользуются фигурами Лиссажу, существенно зависеть от разности фаз получаемыми на экране катодного между этими двумя колебаниями. В частосциллографа. Однако . этот способ не ности, если, сохраняя неизменными амвсегда удовлетворяет практическим тре- плитуды подводимых колебаний, плавно бованиям, особенно тогда, когда тре- изменять эту разность фаз, то для знабуется получить какой-нибудь количе- чений выпрямленного тока или для вественный эффект, зависящий от вели-, личины амплитуды комбинационных гар-! моник получатся кривые, которые имеют

V Е., sin 2 и

Г =Ез sin (За/ — q,)... (1)

При одновременном воздейсгвии обоими этими напряжениями на сетку электронной лампы с малой проницаемостью (211) чины искомой разности фаз. Мало пригоден он также и в тех случаях, когда требуется произвести не измерение фазовых соотношений самих по себе, а необходимо определить большое число наступлений определенных фазовых соотношений при тех или иных быстрых изменениях условий процесса, например, при быстром изменении частоты.

Настоящим предлагается способ регистрации или измерения разности фаз двух колебаний с рациональным отношением частот, который основан на следующем. Если подвести два колебания с рациональным отношением чарезко выраженные максимумы или минимумы для определснных значений разности фаз.

Рассматриваемые ниже примеры поясняют сказанное. Пусть требуется, например, измерить разность фаз двух высокочастотных напряжений (или токов): (целесообразно выбрать лампу с защитной анодной сеткой), анодный ток, как известно, выразится следук щей функцией управляющего напряжения: нома. Если ограничиться, например, 4-ой степенью, то для анодного тока будет иметь место следую)цее выражение:

=с V +3 /Г2 -(— 7 V8 +6 V4 (3) После подстановки сюда выражени 1 причем для не очень больших амплитуд напряжений эта функция может быть дл11 V„,= V„+ V2 из (1) и произведения представлена в виде некоторого поли- несложных выкладок получится: ! —.— i +Е. ЕВ ((i- —;О (E,,—,Е, ) )COS (2 t — Е)-,,- Е, Е; sin(»t-;-р )-,— о

+ члены, содерrl а(цие в.)сши I армоники (4) Таким образом, если выделить из анодной цепи при помощи колебательного контура, настроенного на частоту <о, эту гармонику, то амплитуда тока в этом контуре будет пропорциональна

ЕкЕ l (+ — ь (Е, -,-Е, ) ) + .i E. + — т Е ()i (- ь (Е +Е ) (ап2р, очевидно, при

V=a„cos (рш1-)-в )+ а cos (q t+ з ) только тогда получится в выражении для l слагающая, не зависящая от если будут иметь место члены с показателем, равным, по крайней мере, сумме членов отношения частот обоих колебаний. Например, в случае р =3, q=4 таким наименьшим членом будет, очевидно, член с показателем, равным 7, и постоянная слагающая будет ))p порциональна cos у. При соотношении частот 2: 3 необходимо, очевидно, иметь

Из этого выражени ) видно, что она принимает максимальное и минимальное значения при разносги фаз, равной ссответственно О и

В качестве другого примера пусть требуется опред лить разность фаз

y =- py — qy двух колеба,:ий а cos

Ч .Р j) (piiit+ (()„) и а cos (gut+ ), где р и q суть целые взаимно простые числа.

Действуя одновременно обоими колебаниями на устройство с нелинейной зависимостью между током и напряжением, выраженной в виде полинома нечетных степеней следующего вида;

2ти — 1 2ж — 1 т=1 по крайней мере, член 5-ой степени.

В том случае, когда характеристика детекторного устройства содержит, кроме членов с нечетными степенями, также и члены с четными степенями, то постоянная слагающая в цепи детектора будет состоять из двух частей: одной, обусловливаемой четными степенями и зависящей только от амплитуд подводимых колебаний, и другой, рассмотренной выше и зависящей от искомой разности фаз. Поэтому, если изменить только разность фаз, то постоянная слагающая тока будет плавно изменяться и в этом случае (наличия членов с четными степенями), причем е«экстремальные значения наступят при тех же значениях разности фаз, что и в предыдущем случае.

Отмеченные выше свойства нелинейного детекторного устройства могут быть непосредственно положены в основу способа регистрации насгупления определенных фазовых соотношений при том нли иноч изменении исследуемого процесса. Для того, чтобы использовать эти свойства для измерения любой разности фаз, можно поступить двояким образом. Можно, например, при помощи фазовращателя изменить фазу того или другого из исследуемых колебаний на определенную величину так, чтобы прин«сти разнос гь фаз обоих колебаний, подводимых к нелинейному устройству, к одному из крайних значений. Можно также для определения разности фаз одновременно изменить как величину постоянного тока, так и величину амплитуды определенной гармоники, пред. варительно уравняв амплитуды обоих колебаний.

Предмет изобретения.

1. Способ регистрации и измерения разности фаз двух колебаний или токов с рациональным отношением частот, отличающийся тем, что регистрируют максимальное или минимальное значение либо постоянного тока в цепи нелинейного сопр,>тивления, включенного в цепь этих токов, либо амплитуды одной из комбинационных гармоник, выделяемой одним из известных способов из этой цепи.

2. Прием осуществления способа регистрации по и. 1, состоящий в том, что в качестве нелинейного сопротивления берут электронную лампу, па сетку которой производят воздействие обоими колебаниями, тогда как гармонику разностной частоты выделяют из ан1дной цепи при помощи настроенного контура.

3. Прием осуществления способа по п. 1, отличающийся тем, что амплитуду одного из сравниваемых по фазе колебаний изменяют до тех пор, пока амплитуда выделяемой гармоники не примет одно из крайних значений.

4. Прием осуществления способа по п. 1, отличающийся тем, что при помощи фазовращателя измеряемую разность тока приводят к одному из крайних значений.

5. Прием осуществления способа по п. 1, отличающийся тем, что либо постоянным током, либо амплитудой одной из комбинационных гармоник приводят в действие счетчик, GBTQMdTH÷åñêè регисгрирующий прохождение разности фаз через оппeдeлeнноe значение (например т ) при процессах, при которых эта разность непрерывно изменяетсяя.

Эксперт А. П. Селези в

Редакт р Д. В. Васильев

Тип.,Промполи раф" амбевская, 12 . ея 3968