Устройство для измерения фазовых сдвигов в четырехполюсниках

Устройство для измерения фазовых сдвигов в четырехполюсниках

Иллюстрации

Показать все

Реферат

 

Оп ИСАНИ Е

ИЗОБРЕТЕН Ия

К АВТОРСКОМУ СВИДЕТЕЛЬСТВУ (») 444I29

Со)оа Советских

Социалистических

Республик (61) Зависимое от авт. свидетельства (22) Заявлено 21.11.72 (21) 1847660 18-10 с присоединением заявки Ке (32) Приоритет

Опубликовано 25.09.74. Бюллетень Ке 35

Дата опубликования описания 15.04.75 (51) М. Кл. G 01г 25j00

Государственный комитет

Совета Министров СССР по делам иэобретений (53) УДК 621.317.772 (088.8) н открытий (72) Авторы изобретения

Г. Г. Красиков, Г. А. Витмаер и С. Н. Попов

Томский институт автоматизированных систем управления и радиоэлектроники (71) Заявитель (54) УСТРОЙСТВО ДЛЯ ИЗМЕРЕНИЯ ФАЗОВЫХ СДВИГОВ

В ЧЕТЫРЕХПОЛЮСНИКАХ

Изобретение относится к радиоизмерительпой технике и может быть использовано при измерении фазовых сдвигов в четырехполюсниках, обладающих большим амплитудным диапазоном изменения выходных сигналов.

Известно устройство для измерения фазовых сдвигов в четырехполюсниках с большим амплитудным диапазоном изменения выходных сигналов, содержащее генератор синусоидальных сигналов, отсчетный калиброванный фазовращатель, соединенный с баланспым амплитудным модулятором, связанным через последовательно включенные исследуемый четырехполюсник, смеситель, селективный усилитель с индикатором нуля. Однако известное устройство имеет низкую точность измерения в области высоких частот.

Целью изобретения является повышение точности измерения фазовых сдвигов в полосе частот.

Эта цель достигается тем, что в одном из каналов измерения к выходу генератора синусоидальных сигналов последовательно подкл1очены две системы фазовой автоподстройки частоты (ФАПЧ), работающие по вторичным биениям, таким образом, что подстрапваемый генератор первой системы ФАПЧ одновременно является эталонным генератором для второй системы ФАПЧ, а между выходом генератора сдвига и входом фазового детектора одной из системы ФАПЧ включен отсчетный калиброванный фазовращатель и одновременно выход генератора сдвига подключен к управляемому входу балансного амплитудного

5 модулятора.

Предлагаемое устройство приведено па чертеже.

Оно содержит генератор 1 синусоидальных спп1алов с частотой (r), смссптель 2, типовые

Ip системы ФАПЧ 3, 4, работающие по вторичным биениям, вкл;очающне смесителп (См), подстраивасмые генераторы (ПГ), фазовые детекторы (ФД), фильтры нижних частот (ФНЧ), управляемые элементы (УЭ), общий

15 для обеих систем генератор сдвига (ГС) частоты Р, балансный амплитудпьш модулятор 5, фазовращатель 6, исследуемый четырехполюсник 7, селективный усилитель 8, индикатор нуля 9.

20 В устройстве выход генератора 1 синусоидальных сигналов подключен к одному из выходов смесителя 2 и одновременно через две последовательно соедпнснныс системы 3, 4 ФАПЧ, работающие по вторичным биениям, 25 к входу балаHсного амплитудного модулятора 5. Выход 1енератора сдвига, общего для обеих систем ФАПЧ, подключен к входу фазового детектора одной из систем ФАПЧ чсрез фазовращатель 6 11 одновременно выход генеЗО ратора сдвига подключен к управляемому

444129 входу балансного амплитудного модулятора, выход которого через исследуемый четырехполюсник 7 подключен к другому входу смесителя 2, а выход смесителя через селективный усилитель 8 подключен к входу индикатора нуля 9.

Принцип работы предлагаемого устройства заключается в следующем.

Пусть первая система ФАПЧ настроена так, что частота ее подстраиваемого генератора равна и+Я. Тогда подстраиваемый генератор второй системы ФАПЧ настраивается на частоту (ю+ Й) — Й = о.

Кроме того, как это следует из принципа работы типовой системы ФАПЧ, частота подстраиваемого генератора отличается от частоты входного сигнала на величину сдвига 0 с точностью до некоторой остаточной разности фаз сигналов, поступающих на входы фазовых детекторов. Это обстоятельство позволяет утверждать, что фаза сигнала генератора сдвига переносится на высокую частоту подстраиваемого генератора. Поэтому фазовращатель, включенный между выходом генератора сдвига и фазовым детектором одной из систем

ФАПЧ, позволяет менять фазовый сдвиг высокочастотного сигнала.

Таким образом, в устройстве в обоих каналах имеются сигналы одной частоты, а фазовый сдвиг в одном из каналов может меняться с помощью фазовращателя, работающего на низкой фиксированной частоте.

Принцип измерения разности фаз с помощью устройства следующий.

Сигналы обоих каналов, перемножаясь в смесителе, после фильтрации с помощью селективного усилителя имеют вид

U:2тНЗД, cos (Ф вЂ” О) cos М, где и, k — коэффициенты преобразования соответственно балансного модулятора и смесителя, U, U>, Ф, 0 — амплитуды и фазовые сдвиги сиг5 налов в каналах.

Как видно из выражения, измеряемая разность фаз преобразуется в амплитуду сигнала с частотой Р. Амплитуда сигнала равна нулю, если Ф вЂ” 0 = 90 .

IO Балансируя систему с помощью фазовращателя по минимуму показания нуль-индикатора, имеем на шкале фазовращателя измеряемую величину.

Предмет изобретения

Устройство для измерения фазовых сдвигов в четырехполюсниках, содержащее генератор

20 синусоидальных сигналов, отсчетный калиброванный фазовращатель, соединенный с балансным амплитудным модулятором, связанным через последовательно включенные исследуемый четы рехполю сник, смеси тель, селек25 тивный усилитель с индикатором нуля, отлич а ю щ е е с я тем, что, с целью повышения точности измерения фазовых сдвигов в полосе частот, оно снабжено двумя последовательно соединенными системами фазовой автоподЗО стройки частоты (ФАПЧ) с общим генератора сдвига, включенными между выходами синусоидальных сигналов, который так же подключен к второму входу смесителя, и входом балансного амплитудного модулятора, отÇ5 счетным калиброванным фазовращателем, включенным между выходом генератора сдвига и входом фазового детектора одной из систем ФАПЧ.