Дискретный фазометр
Иллюстрации
Реферат
и 11 828l I2
Союв Советских
Социалистических
Республик ..- .
ОПИСА14 Е д РЕТЕН ИЯ
К АВТОРСКОМУ СВИДЕТЕЛЬСТВУ (61) Дополнительное к авт. свид-ву (22) Заявлено 10.07.79 (21) 2793967/18-21 с присоединением заявки № (23) Приоритет (51) M К„ з
G 01@ 25/00
Государственный комитет по делам иэебретеиий (43) Опубликовано 07.05.81. Бюллетень ¹ 17 (53) УДК 621.317 77 (088.8) и открытий (45) Дата опубликования описания 07.05.81
I
1 т
1 лэ (72) Автор изобретения
Н. Д. Попов (71) Заявитель (54) ДИСКРЕТНЪ|й ФАЗОМЕТР
Изобретение относится к измерению электрических величин, в частности, разности фаз двух высокочастотных и сверхвысокочастотных колебаний.
Известны дискретные измерители разности фаз, содержащие многоканальные фазорасщепители, детекторы, пороговые и логические элементы (1). Основной недостаток такого фазометра состоит в том, что в нем используются сложные многоканальные фазорасщепители, которые недостаточно точны и стабильны при функционировании в широком диапазоне частот, особенно в об- ласти СВЧ-сигналов. При этом количество выходов фазорасщепителя соответствует ко- 15 личеству дискретов измерения. И высокоточные фазометры могут содержать десятки выходов.
Известно устройство, содержащее фазорасщепитель входных сигналов с четырьмя парами выходов, причем на первой паре выходов оба сигнала синфазны со входными, на второй — один сигнал синфазен, другой отличается на 180, на третьей — на 25
+90, на четвертой — на — 90, четыре двухвходовых сумматора, квадратичные детекторы, блоки вычитания и измерительное устройство на электронно-лучевой трубке (ЭЛТ) (2). ЗО
Недостатком этого устройства является использование в его схеме сложного и дорогостоящего измерителя на ЭЛТ, а также низкая точность измерения разности фаз.
Целью изобретения является снижение стоимости реализации фазометра и повышение точности измерения.
Поставленная цель достигается тем, что в дискретный фазометр, содержащий фазорасщепнтель, четыре двухвходовых сумматора, квадратичные детекторы, введены два дискретных измерителя логарифма отношения напряжений и блок преобразования кодов, причем выходы первого и второго квадратичных детекторов подключены к первому измерителю логарифма отношения напряжений, а выходы третьего и четвертого — ко второму измерителю логарифма отношения напряжений. Выходы обоих измерителей логарифма отношения напряжений, выполненных с диапазоном измерения разности фаз в пределах n/4, подключены к блоку преобразования кодов.
На фиг. 1 показана схема дискретного фазометра; на фиг. 2 — поясняющие эпюры.
Дискретный фазометр содержит фазорасщепитель 1, выходы которого подключены к сумматорам 2. Выходы сумматорбв подключены к квадратичным детекторам 3.
Выходы квадратичных детекторов подклю828112
3 чены к дискретным измерителям логарифма отношения напряжений 4, а выходы последних — к блоку преобразования кодов 5.
Устройство работает следующим образом. 5
Входные напряжения U»» — — U cos t и
U,,з — — Ucos (cot+AIp), разность фаз dip которых нужно измерить с помощью фазорасщепителя 1, преобразуются в четыре пары напряжений: синфазную 10
U„= Ucosо>t и У, Ucos(аt+Лу), противофазную
U„= Усоз (а /+ m); U„= Ucos(t+ Л в)
15 отличную на и/2
U„= У cos (со t + тс(2);
Узз — U соз (ш 3 + Ь p)1
20 и отличную на — л/2
U„= U cos (а t — тс/2);
U„— = U cos (t+»).
Затем на сумматорах 2 попарно складываются напряжения Ull II UIg, Ugl H Ugg, U3I и Узз, U4$ и U41. Суммарные напряжения подаются на квадратичные детекторы.
На выходе квадратичных детекторов выделяются напряжения НЧ огибающих (фиг. 2а).
У, == KU, (1 + cos Л ф
U, =AU,(1 — соз Ь р)
U, = Кс/, (1 + si n Ь у) / = Иl, (1 — $1п Ь р).
Затем напряжения Ul и U> подаются на дискретный измеритель логарифма отношения этих напряжений 4. На выходе измерителя формируется код:
i,,(Ь р) =1n — = In
U> 1 — соз Ьу
Существенная особенность функции
3,1(Ay) состоит в том, что она практически линейна на интервалах Лс =л/2+я/4 и
hIp=3/2д+л/4. Таким образом удается представить результаты измерения Лср в виде пары линейно-ломаных зависимостей дискретных кодов от измеряемой разности фаз (фиг. 2б). Как видно из фиг. 2б, каждое из измерений 11(асср) и хз(л р) неоднозначно. Для устранения неоднозначности сигналы с выходов измерителей логарифмов отношений подаются на блок преобразования кодов 5.
При этом на выходе блока преобразова- ьо ния кодов 5 формируется зависимость
Х (AIp) (фиг. 2в) кодов, линейно изменяющихся пропорционально измеряемой разности фаз hq>, а для получения этой зависимости было использовано промежуточное дискретное измерение логарифма отношения напряжений.
Таким образом можно существенно упростить устройство за счет исключения сложных и дорогостоящих измерителей на ЭЛТ или сложных многоканальных (no числу дискретов измерения) фазорасщепителей.
Точность измерения повысится, если применять дискретные измерители логарифма отношения напряжений с количеством дискретов, необходимым для измерения разности фаз в диапазоне только +-л/4.
Такое упрощение позволяет снизить стоимость изготовления и эксплуатации устройства, а также автоматизировать процессы измерения разности фаз и обработки результатов измерения.
Формула изобретения
1. Дискретный фазометр, содержащий фазорасщепитель входных сигналов с четырьмя парами выходов, причем на первой паре выходов оба сигнала синфазны со входными, на второй — один сигнал синфазен,другой отличается на 180, на третьей — на
+90, на четвертой — на — 90" и каждая пара выходов подключена соответственно к первому, второму, третьему и четвертому двух входовым сумматорам, выходы которых соединены соответственно с первым, вторым, третьим и четвертым квадратичными детекторами, отличающийся тем, что, с целью снижения стоимости его реализации и повышения точности, в него введены два дискретных измерителя логарифма отношения напряжения и блок преобразования кодов, причем выходы первого и второго квадратичных детекторов соединены с первым дискретным измерителем логарифма отношения напряжений, а выходы третьего и четвертого квадратичных детекторов — со вторым дискретным измерителем логарифма отношения напряжений, при этом выходы дискретных измерителей логарифма отношения напряжений подключены к блоку преобразования кодов.
2. Фазометр по п. 1, отл и ч а ю щи и с я тем, что дискретные измерители логарифма отношения напряжений выполнены с диапазоном измерения разности фаз в пределах
+-л/4.
Источники информации, принятые во внимание при экспертизе
1. Патент Японии по заявке № 49-16835, 110Н2, 1974.
2. Гранкин И. М., Ищенко В. А. К анализу широкополосных четырехдетекторных фазоизмерительных систем. Известия вузов
СССР «Радиоэлектроника», 19б8, т. XI, № 4, с. 332 (прототип), 828112
Редактор Б. Федотов
Заказ 923/3 Изд. № 342 Тираж 749 Подписное
НПО «Поиск» Государственного комитета СССР по делам изобретений и открытий
113035, Москва, Ж-35, Раушская наб., д. 4/5
Типография, пр. Сапунова, 2 г
/ б
Составитель Н. Агеева
Текред А. Камышникова
Корректоры: О, Тюрина и Е. Осипова