Высокочастотная мера угла сдвига фаз

Высокочастотная мера угла сдвига фаз

Иллюстрации

Показать все

Реферат

 

ВЫСОКОЧАСТОТНАЯ МЕРА УГЛА СДШИГАФАЗ,содержащая фазовращатель, перестраиваемый генератор высокой частоты, соединенные между собой, два усилителя и два смесителя, круговой фазовращатель, вход которого подключен к генератору опорной частоты , отл и ч ающа я с я тем, что, с целью повышения точности воспроизведения угла сдвига фаз, она снабжена отсчетным блоком, связанным через введенный микропроцессор с цифровым отсчетным табло, двумя балансными модуляторами, двумя кварцевьб ш фильтрами, вьпсоды которых подключены к входам введенных широкополосных усилителей, нуль-индикатором фазы, двумя дискретньо н фазовращателями и двумя буферными каскадами , причем выход перестраиваемого генератора высокой частоты соединен с гетеродинными входами смесителей и первыми входами балансш модуляторов, отсчетный блок связан с круговым фазовращателем, вход которого соединен с вторым входом первого балансного модулятора, а выход - с вторым входом второго балансного модулятора, первый вход нуль-индикатора фазы подключен к выходу первого усилителя непосредственно , а второй его вход подключен к выходу другого усилителя через фазовращатель, выходы вшрокополосных уснлнтелей подключены через дискретные фазовращатели к входам буферных каскадов, вторые входы смесителей соединены с выходами буферных каскадов, а выхо,фл балансных модуляторов - с входами кварцевых фильтров.

СОЮЗ СОВЕТСНИХ

СР4 Л

РЕСПУБЛИК .

„.яО„„269451

3t50 С 01 R 25 04

ОПИСЯНИЕ ИЗОБРЕТЕНИЯ

К АВТОРСКОМУ СВИДЕТЕЛЬСТВУ

ГОСЗЩАРСТВЕНИЫЙ КОМИТЕТ СССР

ЛВ Й ПЮ (21) 2679489/18-21 (22) 30.10,78 (46)07,10.80 Bxm, 37 (72) С.А.Кравченко, C,IO.Ëàíóíoâ и Ф.Е,Иевченко (53) 621 317.77(088.8) (56) 1. Авторское свидетельство СССР

Ф 285092, кл. С 01 R 25/04 от 1969.

2. Авторское свидетельство СССР

В 331 338, кл. С 01 R 25/04 от 1974. (54) (57) В11СОКОЧАСТОТНАЯ МЕРА УГЛА

СДВИГА ФАЭ, содержащая фазовращатель, нерестраиваемьв1 генератор высокой частоты, соединенные между собой, два усилителя и два смесителя, круговой фазовращатель, вход которого подключен к генератору опорной ча-. стоты, отличающаяся тем, что, с целью повышения точности воспроизведения угла сдвига фаз, она снабжена отсчетныч блоком, связан- ным через введенный микропроцессор с цифровым отсчетным табло, двумя баланснымн модуляторами, двумя кварцевыми фильтрами, выходы которых подключены к входам введенных широкополосных усилителей, нуль-индикатором фазы, двумя дискретными фазовращателями и двумя буферными каскадами, причем выход перестраиваемого генератора высокой частоты соединен с гетеродинными входами смесителей и нервен входамн балансиых модуляторов, отсчетный блок связан с круговым фазовращателем, вход которого соединен с вторым входом первого балансного модулятора, а выход — с вторым входом второго балансного модулятора, первый вход нуль-индикатора фазы подключен к выходу первого усилителя непосред- g ственно, а второй его вход подключен к выходу другого усилителя че" рез фазовращатель, выходы щирокополосных усилителей подключены через дискретные фазовращатели к входам и буферных каскадов, вторые входы смесителей соединены с выходами буферных каскадов, а выходы балансных модуляторов — с входами кварцевых фильтров.

7694

М

Изобретение относится к области фазоизмерительной техники и может быть использовано нри создании, поворотйой фазоиэмерительной аппаратуры.

Известно устройство - калибратор

5 фазы, содержащее высокочастотное упразляемое, фазосдвигающее устройство, двухканальный преобразователь частоты, низкочастотный калиброванный фаэовращатель, фазовый дискриминатор и реализует идею, заключающуюся .в автоматическом переносе фаэового сдвига, устанавливаемого с помощью низкочастотного калиброванного

Фазовращателя на фиксированной часто- 1 те, используя двухканальный преобразователь частотй (Ц .

Недостатком данного калибратора является наличие существенной погрешности воспроизведения угла сдвига фаз в диапазоне частот 1О МГц +

+ 100 МКц.

Известно также устройство " фазометрическая поверочная установка, содержащая в двух каналах последовательно включенные перестраиваемый синхроиизированнщй блок фаэовой автоматической подстройки частоты: перестраиваемый генератор высокой чапопа, усилигель мощности, аттенюатор, смеситель, второй вход которого соединен с выходом общего для двух каналов перестраиваемого гетеродина, частотозадающие узлы которого механически соединены с аналогичными узлами перестракваевам генера33 торов высокой частоты, усилитель-огранкчитель, выход которого подключен к второму входу блоку фаэовой автоматической подстройки частоты, а его первый вход через формирователь импульсов и фазовращатель сое-. динен с общим генератором опорной частоты, кндккаторное устройство, .одноканальный Фазоизмеритель, выполненный иэ низкочастотного фаэоизмерительного устройства, дополнителького кругового фазовращателя и вынос" ной головки, содержащей последовательно включенные согласующее устройство, смеситель и- фильтр ниэкой частоты, выход .которой соединен с одним из входов низкочастотного фаэоизмерительного устройства, другой вход последнего через круговой фазовращатель подключен к выходу генератора опорной частоты, а выход соединен с входом индикаторного устройства, при зтои второй вход смесите51 1 ля выносной головки подключен к выходу общего гетеродина h2) .

Недостатком его является наличие существенной погрешности воспроиэведерия угла сдвига Фаэ в диапазоне частот 10 МНц + 100 МГц — около l

Целью настоящего изобретения являетея повышение точности воспроизведения угла сдвига.

Эта цель достигается за счет того, что высокочастотная мера угла сдвига фаз, содержащая фазовращатель, перестраиваемый генератор высокой частоты, соединенные между собой, два усилителя и два смесителя, круговой фазовращатель, вход которого подключен к генератору опорной частоты, снабжена отсчетным блоком .

1 связанным через введенный микропроцессор с цифровым отсчетным табло двумя баланснымн модуляторами, двумя кварцевыми фильтрами, выходы которьм подключены к входам введенных широкополосных усилителей, нульиндикатором фазы, двумя дискретными фазовращателями и двумя буферными каскадами, причем выход перестраиваемого генератора высокой частоты соединен с гетеродкнными входами смесителей и первыми входами балансных модуляторов, отсчетный блок связан с круговым Фазовращателем, вход которого соединен с вторым входом первого балансного модулятора, а выход с вторым входом второго балансного модулятора, первый вход нуль-индикатора фазы подключен к выходу первого усилителя непосредственна, а второй его вход подключен к выходу другого усилителя через фааовращатель, выходы широкополосных усилителей подключены через дискретные фазовращатели к входам буферных каскадов, вторые входы смесителей соединены с выходами буферных каскадов, а вьйдЬа балансных модуляторов с входами кварцевых фильтров.

Сущность устройства поясняется чертежом, где изображена блок-схема высокочастотной меры угла сдвига фаз.

Высокочастотная мера угла сдвига

Фаз содержит фазовращатель l, перестраиваемый генератор высокой частоты 2, усилители 3 и 4, смесители 5 к б, круговой фазовращатель 7, гене« ратор опорной частоты 8, отсчетный блок 9, микропроцессор 10, два балансных модулятора 11 и 12. цифровое з отсчетное табло 13, кварцевые фильтры 14 и 15, широкополосные усилители 16 и 17, нуль-индикатор фазы 18, дискретные фаэовращатели 19 и 20, буферные каскады 21 и 22.

Высокочастотная мера работает сле дующим образом.

Генератор 2 вырабатывает высокочастотный сигнал U, U„ U cosset где «1 — частота высокочастотного колебания;

U - амплитуда, поступающий на п . входы балансных модуляторов

10 и 11.

На вторые входы иодуляторов 10 и

1l поступают сигналы с входа и выхода кругового фазовращателя 7, сдвиг фаэ между которыми v устанавливается отсчетным блоком 9 в качестве такого может быть использован угломерный инструмент с высокой разрещающей способности

U2«Ф, 0os9t«

U «sU cos(9t+V), 2 где т — частота колебаний генератоРа 8«

U - амплитуда колебаний, постуИ 2 пающнх на вторые входы модуляторов 10 к 11.

На выходах модуляторов 10 к 1) имеем

u — с t сов ((д-9И -sos f@s

1OLÈ

2 q) t y

О "Кс оо (eos ((с-g)s" s1+oos ((ds ь 2

+9) t+ 3, 769451

10

3S

2S

ЭО

f (v ) — систематическая погр ешность воспроизведения угла сдвига фаэ.

Сигналы U U поступают на входы поверяемой фаэоизиерительной аппаратуры, а также через буферные каскады

21 н 22 и дискретные фазовращатели

19 и 20 на входы смесителей 5 и 6, на гетеродинные входы которых поступает сигнал с выхода генератора 2, с частотой колебаннйи) . На выходах смесителей 5 н б имеем.

U У cosset

9 где U - амплитуда сигналов на выходах смесителей 5 н 6.

Сигналы с выходов смесителей 5 и

6, усиленные уснлителяии 3 и 4, поступают через фазовращатель 1 на входы нуль-индикатора фазы 18, Высокочастотная мера угла сдвига фаз воспроизводит сдвиг фаз с высокой точностью, если известная функциональная зависимость () от угла сдвига фаэ, который фиксируется с высокой точностью отсчетныи блоком

9. Для определения и хранения пара- метров зависимости 7() используются дискретные фаэовращатели 19 к 20,. отсчетный блок 9 и микропроцессор 10.

Блок 9 устанавливается в положение а фазовращателем 1 устанавливается нулевое показание нуль-индикатора фазы 10..Дискретныи фазовращателем 19 вводятся фазовый сдвигЯ,, а блоком

9 устанавливается нулевое положение нуль-индикатора 10. Показание блока

9 в этом положении равно р Разность показаний блока 91, -p, соответствует сдвигу фаэ, вносимому дкскретньак фазовращателем 19, 114 11,„cos ((9) t3

U U cos (()+ 7) с+9- у(Ф)3 где U, 0 - аиплнтуды сигналов на выходах усилителей 16 и 17, SS где К - коэффициент передачи модуляторов 9 и 10.

После модуляторов 10 и ll сигналы .подаются ка кварцевые фильтры 14 и

15, каждый из которых настроен на частоты м) + .

После фильтрации и усиления акроко-50 полосными усилителями 16 и 1-7 имеем

Проводя последовательно вышеуказанные операции К раэ, например, 40, выбирая различные значения 1 необязательно равноотстоящие, получки Е значений разностей 1 — 1, которые м вводятся и хранятся в памяти микропроцессора 10« Отклонения разностей —,„от значения угла сдвига фаэ %

Фъ 1 вызваны наличием погрешности $ (g), то есть нелинейностью зависимостей угла сдвига фаэ ag между выходными напряжениями широкополосных усилителей 16 н 17 от угла сдвига фаэ ка выходах кругового фазовращателя 7, фиксируемого блоком 9. Параметры К/2

5 769451 4 гармонических составляющих эависи- ся, реаая систему нэ К линейных кости (М) и значение Ф;. определяютт уравнений с К кензвесткыии к1 к}2-1

{н„{савл {,-cos y, + {E {5мпq,.-впво,{} ч -{ п=1 п=1 к/д к/ц ч i {н,„{cosnq-созе{и,)} +{E {sinn2g-яepg)}=q -y п=1 п=1

t где Ц„Е„- амплитуды коскнусной и синусной составляницей гармоники зависимости !{(у).

Количество разностей {! -14 выбирается исходя из характера зависимости .г(ф)

Рассчитанные параметры Н,. F, эав висииости ф() хранятся в памяти макро-; процессора !О, что позволяет учесть нелинейность зависимости угла сдвига фаз на выходах усилителей !6 и !7 от угла сдвига фаз у .фиксируемого блоком ) кутам введения поправок.

Эта операция проводится микропроцессором 10, что позволяет кндуцировать

-ка цифровом отсчетиои табло 13 истинное значение угла сдвига фаз иехду высокочастотнюеи сигналаии на.выходах усилителей 16. н 17.

Иедленкые уходы сдвига фаз в усилителях !6 н 17 63 И 4 не окаэываот влияния на точность воспроизведения . угла сдвига фаз, т,к. для определения параметров зависимости P(y) используются разности показаний блока 9.

Точность воспроизведения угла сдвига фаэ определяется ногреаностью определения отсчетов . 1 — р и чувствительностью кулькнднкатора фазы 18, Для проверки правильности рассчи таиных параметров зависимости t (М). используются дискретный фазовращатель 20. Проводя описанные манипуляции вновь K раэ, получки K

20 значений разностей 1 - p, Искользу{я вновь полученные разности рас1 считивавт значения Н Е . Если значения Е н Н из первой 1серни опытов определены верно, то Е Е„;

25 4, Н п °

В изготовленном варианте макета высокочастотной меры угла сдвига фаз использовались четыре пары asap цевых фильтров 14 и !5 с разиостЗ!! ными частотами 10 7 ИГц, 30,0 !!Гц, 64.0 ИГц, 99.5 ИГц.

Погреаность воспроизведения угла сдвига фаз составляет ке более

° 0.1 °

Настоящая мера угла сдвига фаз позволяет воспроизводить углы сдвига фаз с больаой точностью в диапазонах частот !0 ИГц + 100 ИГц.

769451

Составитель,А.Старостина

РедакторА. Титова Техред Л.Олейник Корректор Л. Патай

° е ю

«1 ю Ю

Заказ 494б Тираж 65: Подписное

ВНИИПИ Государственного комитета СССР по делан изобретений и открытий

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

Лроизводственио-полиграфическое предприятие, г. Укгород, ул. Проектная, 4