Фазометр

Фазометр

Иллюстрации

Показать все

Реферат

 

ОПИСАНИЕ

ИЗОБРЕТЕНИЯ

К АВТОРСКОМУ СВИДЕТЕЛЬСТВУ (61) Дополнительное к авт. свид-ву (22) Заявлено 20.1276 (21) 2429468/18-21

Союз Советских

Социалистических

Республик

<"> 661395

- 7 Б

® < 4 v3gj)pQg (51)М. Кл. (Ст 01 Я 25/00 с присоединением заявки Йо

Государственный комитет

СССР по делам изобретений н открытий (23) Приоритет

Опубликовано050579 Бюллетень )В 17

Дата опубликования описаиия 070579 (53) УДК 621. 317 ° .772 (088. 8) (72) Авторы изобретения

A. A. Горлач и Г. Е. Максимов (71) Заявитель (5 4 ) ФАЗОИЕЧ Р

Изобретение относится к области электрорадиоиэмерительной техники, в частности к измерителям разности фаэ и предназначено для измерения Фазовых 5 сдвигов между двумя когерентными сигналами с иэмеиякшимися амплитудой и частотой.

Устройство может найти также применение в системах автоматического управления, в которых регулируемым параметром является фазовое рассогласование между сигналами.

Известен фазометр с суммирующей схемой, содержащий усилители-ограничители и суммирующий каскад, преднаэ- 15 наченный для измерейия фазового сдвига между двумя синусоидальными сигналами в широком диапазоне частот (1) .

Недостатком фаэометра является сниже" ние точности измерения при наличии во 2О входных сигналах. искажений и помех, свойственное фазометрам, измеряющим разность фаз по моментам перехода исследуемых напряжений через нулевые значения.

Известен фаэометр с автоматической стабилизацией амплитуд входных напряжений, уменьшающей амплитудно-фаэовые погрешности (2). Недостатком такого фазометра являются его сложность.и необходимость высокой точности стабилизации напряжения гетеродина, обус-, ловленная пропорциональностью реэультата измерений амплитуде напряжения гетеродина .

Наиболее близким по технической сущности к изобретению является фазометр, содеражщий управляемые аттенюаторы, амплитудные детекторы, формирователи суммы и разности входных сигналов, дифференциальный усилитель, детекторы суммарного и разностного сигналов и. решающее устройство (3).

Недостатком фазометра является наличие составляющей погрешности измерений, обусловленной неточностью обеспечения равенства амплитуд напряжений на выходахформирователей суммы и разности колебаний из-за неидентичности коэффициентов. передачи детекторов в цепи обратной связи, обеспечивающей управление аттенюаторами напряжений, из-за конечного значения коэффициента чувствительности управляемых аттенюаторов напряжений.

Целью изобретения является повышение точности измерения малых фазовых углов.

Поставленная цель достигается тем, что в фазометр, содержащий два атте661395 нюатора, выход первого из которых соединен с первыми входами формирователей суммы и разности колебаний, выход второго входного аттенюатора подключен непосредственно ко второму входу формирователя разности колебаний и через последовательно соединенные формирователь суммы колебаний и первый амплитудный детектор к одному из входов блока деления, другой вход которого соединен с выходом второго амплитудного детектора, и дифференци- 10 альный усилитель, введены фазовый детектор и аттенюатор суммарного сигнала. Выход формирователя суммы и колебаний подключен через фазовый детектор к управляющему входу первого {5 входного аттенюатора и непосредственно ко входу аттенюатора суммарного сигнала, выход которого соединен с управляющим входом дифференциального усилителя. Выход формирователя раз- 20 ности колебаний подключен через диф- ференциальнйй усилитель ко входу второго амплитудного детектора и непосредственно к одному из входов фазового детектора. 25

На чертеже представлена структурная схема устройства.

Фазометр содержит входные аттенюаторы 1, 2, формирователь разности колебаний 3„ формирователь суммы колебаний 4, фазовый детектор 5, дифференциальный усилитель б, аттенюатор суммарного сигнала 7, амплитудные детекторы 8, 9 и блок деления 10, выход которого является. выходом фазометра.

Фазометр работает следующим обраь эом.

На входы аттенюаторов I, 2 поступают сигналы Ц @*71cos (cat+ (p) (1) 40

Цр У2СО&(ЮВ+Cp), и) где Ч1 и V2 - амплитудные значения; (й - круговая частота; (- относительный сдвиг фаз.45

На выходе формирователя разности колебаний 3 образуется сигнал

7(М {с У сов(ы1+(р) К ? cos(mt+ cp)

= )(1(У1-К2Ясо3 (й1 и В фч-

® % (К1 1+ КЯ54псд1 Б ™ qô .(И а на выходе формирователя суммы коле- 5 баний 4 образуется сигнал

Ut(t) )(171cos(tt(P)+" 272С05(ы + (Р) =

=(KiVьК У1сови1саеьр+(ц -к,t,) 60

xsjg t sjng (4) где К1 — коэффициент передачи аттенюатора lð 65

К2 - коэффициент передачи аттенюатора 2.

Сигналы (3) и (4) поступают на входы фазового детектора 5, и на его . выходе образуется напряжение

t ц — )U(t. Ut(t)dt, — K з|(К 1V — К 2V<)сos({) «+ где Кз — коэффициент передачи фазово-. го детектора 5.

Для малых значений <р можно записать {|ö — КД(К;7,) ({4Р,) j. б)

Напряжение V> ïoñòóéàåò на. управляющий вход аттенюатора 2 и изменяет

его коэффициент передачи таким образом что

Ч {(К =V+ —, (7)

aV г ггде Ч вЂ” амплитуда напряжений на выходах аттенюаторов;

ЬЧ = К1Ч1 -К2Ч2 — погрешность обеспечения равенства напряжений на выходах аттенюаторов;

К2 Ко ККЭ ((1V1 ) (К2Ч2 ) коэффициент передачи аттенюатора 2;, К вЂ” коэффициент передачи аттеню; атора 2 при K

К вЂ” коэффициент чувствительности аттенюатора, зависящий от КЗ, Ко и от входных напряжений; если пренебречь инерционностью, получим

1 2. 0)

2V2 КК

При К К Ч1 Ч К » 1 имеем, Ч 0

После установления на выходах аттенюаторов 1, 2 напряжений в соответ-: ствии с формулой (7) выражения (3) и (4), можно записать

U-(t)-+2Vs(tl (p s tl ut+bVcosq cosset ({о)

U+(t) = 2Vcos(p cosset+ bV s

При малых значениях у имеем

7,(t) асов (cos t.

Бсли коэффициент передачи К4 атте . нюатора суммарного сигнала 7 выбрать таким, что на его выходе

Г к, = V„ (13) то на выходе дифференциального усили теля 6 получим

ll(t) + 278 п ф silat. (14)

На выходе блока деления двух напряжений 10 с учетом Предварительного детектирования напряжений (И) и

661395

Формула и зобрете ни я

Составитель A. Плетнева

Ре акто Л. Утехина Тех е JI.Àë ерова

Ко екто В. Синицкая

Подписное

Заказ 2439/43 Тираж 1089 .

ЦНИИПИ Государственного комитета СССР

rio делам изобретений и открытий

113035 Москва Ж-35 Ра ская наб. . 4 5

Филиал ППП Патент, r. Ужгород ул. Проектная, 4 (14) амплитудными детекторами 8, 9 имеем

5 ЙЧ (15) где K — коэффициент передачи блока деления двух напряжений.

Точность измерения предлагаемого фазометра, по сравнению с прототипом повышена, за счет того; что в нем уменьшены составляющие погрешности, обусловленные неидентичностью коэффициентов передачи детекторов в цепи обратной связи и конечным значением коэффициента чувствительности аттенюатора.

Фазометр может быть выполнен на интегральных микросхемах на основе операционных усилителей, управляемый аттенюатор — на полевых транзисторах в режиме переменного сопротивления.

Фазометр, содержащий два аттенюа тора, выход первого иэ которых соединен с первыми входами формирователей суммы и разности колебаний, выход 25 второго аттенюатора подключен непосредственно ко второму входу формирователя разности колебаний и через последовательно соединенные формирователь суммы колебаний и первый амплитудный детектор к одному иэ входов блока деления, другой вход которого соединен с выходом второго амплитуд ного детектора, и дифференциальный усилитель, отличающийся тем, что, с целью повышения точности измерения малых фазовых углов, в него введены фазовый детектор и аттенюатор суммарного сигнала, причем выход формирователя суммы колебаний подключен через фазовый детектор к управляющему входу первого аттенюатора и непосредственно ко входу аттенюатора суммарного сигнала, выход которого соединен с управляющим входом дифференциального усилителя, выход формирователя разности колебаний подключен через дифференциальный усилитель ко входу второго амплитудного детектора и непосредственно к одному иэ входов фазового детектора.

Источники информации, принятые во внимание при экспертизе

1 ° Полулях К. С. Электронные измерительные приборы. Школа ., 1966.

2. Скрипник Ю. Модуляционные измерения параметров сигналов и цепей. Соз.радио, 1975.

3. Заявка Р 2339075/18-21>

МКИ g 01 3 25/00, 29.03.76, по которой принято." решение о выдаче авторского свидетельства.