Устройство для измерения разности фаз

Устройство для измерения разности фаз

Иллюстрации

Показать все

Реферат

 

Союз Советских

Социалистических

Республик

ОП ИСАНИЕ

ИЗОБРЕТЕН ИЯ

К АВТОРСКОМУ СВИДЕТЕЛЬСТВУ

Опубликовано 07. 11. 81. Ьктллетень № 41

Дата опубликования описания 07. I I. 81 (51)M. Кл.

6 01 R 25/00

1Ьоударствениый коиитет

СССР по делан изобретений и открытий (5Ç) УДК 621,317,. .373 (088.8) (72) Авторы изобретения

К.Д; Абрамов, В. Я. Баржин, А. С. Василенко, Е. С. Колесник и Э.Б. Крутофалов (71) Заявитель

Харьковский авиационный институт им. Н.Е.Жуковского (54) УСТРОЙСТВО ДЛЯ ИЗМЕРЕНИЯ РАЗНОСТИ ФАЗ

Устройство относится к области радиоизмерительной техники и может быть использовано в различных фазометрических устройствах, предназначенных для радиотехнических систем и систем автоматического регулирования.

Известно устройство для измерения фазовых сдвигов, содержащее высокочастотный генератор и осциллограф, вход вертикального отклонения электронного луча которого связан непо10 средственно с выходом генератора, а вход горизонтального отклонения— через исследуемМй четырехполюсник с выходом генератора jl|.

Недостатками устройства являются представление результата измерения в косвенной форме, неопределенность знака определяемого фазового сдвига и малая точность измерения.

Наиболее близко" к предлагаемому по технической сущности устройство для измерения разности фаз, содержащее высокочастотный генератор и фазовый детектор, опорный вход которого связан непосредственно с выходом генератора, а информационный вход через исследуемый че гырехполюсник с выходом генератора (2).

Недостатком его является низкая точность измерения вследствие малой разрешающей способности. фазового детектора.

Цель изобретения — повышение чувствительности и точности измерений.

Цель изобретения достигается тем, что устройство для измерения разности фаз, содержащее исследуемый четырехполюсник, высокостабильный генератор и фазовый детектор, опорный вход которого соединен непосредственно, а информационный — через исследуемый четырехполюсник с выходом высокочастотного стабилизированного генератора, снабжено двухполюсником с управляемым импедансом, резистором, дополнительным фазовым детектором и кварцевым резонатором, выполненным г

879496

45 виде кварцевой линзы, на которую нанесены два основных и дополнительный электроды, причем первый и второй основные электроды кварцевого резонатора соединены с входами высокостабильного генератора, дополнительный электрод кварцевого резонатора соединен с общим корпусом через резистор, входом дополнительного фазового детектора и первым основным 10 электродом через двухполюсник с управляемым импедансом, управляющий вход которого соединен с выходом фазового детектора, опорный вход которого сое-,; динен с опорным входом дополнительного фазового детектора.

На чертеже показана функциональная схема устройства.

Устройство содержит высокостабильный генератор 1, кварцевый резонатор

2 с первым и вторым основными электродами 3 и 4 и дополнительным электродом 5, нанесенными на кварцевую линзу 6, двухполюсник 7 с управляемым импедансом, резистор 8, исследуемый четырехполюсник 9, фазовые детекторы

10, дополнительный фазовый детектор

1).

Устройство работает следующим образом.

Генератор 1, в который подключен в качестве стабилизирующего элемента кварцевый резонатор .2, с помощью

его основных электродов 3 и 4 нанесенных совместно с дополнительным 5

35 на кварцевую линзу 6, генерирует нысокостабильные колебания, поступающие на вход исследуемого четырехполюсника 9 и одновременно с этим на опорный вход фазового детектора 10.

Колебания, проходящие через исслеpyemiA четырехполюсник 9, претерпевают сдвиг по фазе и затем поступают на информационный вход фазового детектора 10. На выходе фазового детектора 10 выделяется постоянное напряжение, величина которого пропорциональна фазовому сдвигу высокочастотного колебания в исследуемом четырехполюснике 9. Постоянное напряжение с выхода фазового детектора поступает на вход управления двухполюсника 7 с управляемым импедансом и изменяет его величину. Изменение величины импеданса двухполюсника 7 приводит к изменению фазы колебаний, 55

1 снимаемых с дополнительного электрода 5 кварцевого резонатора 2 и выделяемых на резисторе 8. Фаза колебаний на дополнительном электроде

5 изменяется относительно фазы колебаний, поступающих на опорный вход дополнительного фазового детектора 11, на величину, пропорциональную напряжению, поданному на вход управления двухполюсника 7. Следовательно, фаза колебания, поступающет го на информационный вход второго фазового детектора 11 в установившемся режиме, оказывается сдвинутой на величину, пропорциональную определяемому фазовому сдвигу сигнала в исследуемом четырехполюснике, относительно фазы колебания, поступающего на опорный вход этого детектора, Кварцевый резонатор 2 с дополнительным электродом 5 и с подключенным к нему управляемым двухполюс-i ником 6 образуют высокочувствительный управляемый фазовращатель (кварцевый фазовый модулятор) . Поэтому фазовый сдвиг колебания, выделяемого на дополнительном электроде, усиливается по сравнению с определяемым фазовым сдвигом сигнала на выходе исследуемого четырехполюсвика 9. И на выходе дополнительного фазового детектора 11 выделяется постоянное напряжение, по величине и знаку которого можно судить о величине и знаке измеряемого фазового сдвига.

В динамическом режиме при изменении величины измеряемого фазового сдвига сигнала на выходе четырехполюсника 9 происходит изменение величины напряжения на выходе фазового детектора 10, что приводит к изменению величины импеданса управляемого двухполюсника 7. Это,в свою очередь, вызывает пропорциональное изменение фазы сигнала на дополнительном электроде 5 кварцевого резонатора 2, поэтому величина напряжения на выходе дополнительного фазового детектора 11 также изменяется.

По величине изменения напряжения на выходе фазового детектора 11 можно судить о величине изменения фазового сдвига сигнала в исследуемом четырехполюснике 9.

Усиление фазового сдвига с помощью трехэлектродного кварцевого резонатора позволяет повысить чувствительность устройства. В то время как величина среднеквадратического. значения флуктуационного колебания на выходе второго фазового детектора, определяющая предел разрешения устройства, 879496

Формула изобретения

Составитель М. Барашков

Редактор И. Марголис Техред И. Гайду Корректор С. Шекмар

Заказ 9712/15 Тираж 735 Подписное

ВНИИПИ Государственного комитета СССР по делам изобретений и открытий

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

Филиал ППП "Патент", г. Ужгород, ул. Проектная, 4 имеет практически такой же порядок как и в устройстве — прототипе. Поэтому точность измерений фазовых сдвигов с помощью предлагаемого устройства таиже повышается. 5

Устройство для измерения разности фаз, содержащее исследуемый четырехполюсник, высокостабильный генератор и фазовый детектор, опорный вход которого соединен непосредственно, а информационный — через исследуемый четырехполюсник с выходом высокочастатиого стабилизированного генератора, отличающееся тем, что, с целью повышения чувствительнос1 ти и точности измерений, оно снаб- 20 жено двухполюсником с управляемцм импедансом, резистором, дополнительным фазовым детектором и кварцевым резонатором, выполненным в виде кварЬ цевой линзы, на которую нанесены два основных и дополнительный электроды, причем первый и второй основные электроды кварцевого резонатора соединены с входами высокостабильного генератора, дополнительный электрод кварцевого резонатора соединен с общим корпусом через резистор, входом дополнительного фазового детектора и первым основным электродом через двухполюсник с управляемым импедансом, управляющий вход которого соединен с выходом фазового детектора, опорный вход последнего соединен с опорным входом дополнительного фазового детектора.

Источники ийформаций, ° ° принятые во внимание при экспертизе

I.Ñîëîâîâ В.Я, Фаэовые измерения. М., "Энергия, 1973, с. 5-9.

2.Сиробаба Я.Я.,Теплицкий М.Э., Шахов В.О. Основы теории радиотехнических измерений параметров движения. Иэд. М0 СССР, 1971, c. 131-135.