Фазовый детектор

Фазовый детектор

Иллюстрации

Показать все

Реферат

 

ОП ИСАНИЕ

ИЗОБРЕТЕН ИЯ

К АВТОРСКОМУ СВИДЕТЕЛЬСТВУ

< 1938195

Союз Советсиик

Социаттнстимесиик

Респуби (51)M. Кл.G 01 R 25/00 (6I ) Дополнительное к авт. свид-ву— (22)Заявлено 23.12 80 (21) 3220631/18-21 с присоединением заявки М— (23) Прноритет—

Ваядаратю ь камитат

CCCP аа далем вэааретенкк и аткрытий

Опубликовано 23. 06. 82 ° Бюллетень М 23

<ЬЗ) З д 621.317. .77(088.8) Дата опубликования описания 23. 06. 82

А. Г. Иартынюк, С. И. Журавлев, В. А. Киржбаум и С. П. Седельников (72) Авторы изобретения

Омский политехнический институт (71) Заявитель (54) ФАЗОВЫЙ ДЕТЕКТОР

Изобретение относится к радиоизме;рительной технике и может быть использовано для измерения разности фаз между двумя сигналами с большим динамическим диапазоном.

Известен фазовый детектор с промежуточным преобразованием измеряемого фазового сдвига в постоянное напряже- ние, содержащий формирующее устройство, триггер, пороговое устройство, фильтр и цифровой вольтметр (I ).

Основной погрешностью такого фазового детектора при измерении сигналом с большим разбросом амплитуд является фазо-амплитудная погрешность асимметрии ограничения.

Наиболее близким по технической сущности является фазовый детектор содержащий два формирователя, каждый из которых имеет прямой и инверсный щ выходы, два двухвходовых элемента совпадения и сумматор, причем первые входы элементов совпадения соединены с выходами первого формирователя, вто2 рые - с выходами второго таким образом, что к каждому элементу совпадения подключены один прямой и один инверсный выходы формирователей. а выходы элементов совпадения связаны с входами сумматора (2).

Формирователи позволяют формировать из входных синусоидальных напряжений напряжение прямоугольной формы, фронты которых должны совпадать по времени с моментами перехода исследуемых напряжений через нуль. В реальных формирователях происходит несовпадение во времени фронтов выходного напряжения и моментов перехода входного напряжения через нуль, так как фазо-амплитудная погрешность от асимметрии ограничения приводит к смещению нулевого уровня (V<) и соответственно к сдвигу фронтов выходного напряжения. На выходах формирователей образуются прямоугольные напряжения Ц, 01 и Ug, U2 имеющие разную скважность. На выходах элемен938195 тов совпадения образуются импульсы

U и U с длительностями равными длительности совпадения прямоугольных напряжений Ц1, О и 11, U< соответственно. 5

В известном устройстве импульсы

U u U складываются, что для случая перекрывающихся напряжений U и V > приводит к существенной погрешности.

Цель изобретения - снижение фаэо- 10 амплитудной погрешности измерения разности Фаз входных сигналов с большйм динамическим диапазоном.

Поставленная цель достигается тем; что в известный Фазовый детектор, со- >s держащии два формирователя, каждый из которых имеет прямой и инверсный выходы, два двухвходовые элемента, совпадения и сумматор, причем первые входы элементов совпадения соединены с выходами первого формирователя, вторые — с выходами второго таким образом, что к каждому элементу совпадения подключены один прямой и один инверсный выходы формирователей, вве- 2$ дены два блока определения сдвига между передними и задними фронтами сформированных импульсов и два блока изменения полярности, причем входы одного блока определения сдвига между З передними и задними фронтами подключены к входам одного элемента совпадения, а входы другого — к входам другого элемента совпадения, и выходы каждого из этих блоков соединены с соответствующими управляющими входами блоков изменения полярности, которые включены между выходами элементов совпадения и входами сумматора.

° gg

На Фиг. 1 изображена структурная схема предлагаемого фазометра; на фиг. 2 — временные диаграммы работы устройства.

Схема содержит два формирователя

1, 7 каждый из которых имеет прямои

4S и инверсный выходы, два двухвходовые элемента 3, 4 совпадения, причем первые входы элементов 3, 4 совпадения соединены с выходами формирователя вторые — с выходами формирователя 2 таким образом, что к каждому элементу совпадения подключены один прямой и один инверсный выход формирователей 1, 2. Входы блока 5 определения сдвига между передними и задними фронтами подключены к входам элемен.та 3 совпадения, входы блока 6 определения сдвига между передними и задними фронтами подключены к входам элемента 4 совпадения, а выходы каждого из этих блоков соединены с соответствующими управляющими входами блоков 7, 8, изменения полярности, которые включены между выходами элементов совпадения и входами сумматора 9

Устройство работает следующим образом..

На входы формирователей 1, 2 поступают синусоидальные напряжения U с1 и U с неизвестным фазовым сдвигом (фиг. 2,o) формирователи 1, 2 преобразуют синусоидальные напряжения U< и Ц в прямоугольные колебания, у которых знак напряжения изменяется в мсмент перехода входных напряжений через смещенный нулевой уровень (U ).

На входь! элементов 3, 4 совпадения и входы блоков 5, 6 поступают прямоугольные напряжения U U< и 17<

У

U> соответственно (Фиг. 2,6). На выходах элементов 3, 4 совпадения появляются импульсы с длительностью, равной длительности совпадения двух прямоугольных напряжений 11„, U u U

U (фиг. 2,4). Блоки 5, 6 управляют блоками 7, 8 таким образом, что импульсы U u U проходят на входы .сумматора 9 без измерения полярности, если прямоугольные напряжения U< и U< не перекрываются полностью, при полном перекрытии (фиг. 2,о) — импульсы с длительностью, равной интервалу между задними Фронтами прямоугольных .напряжений V и U 2 инвертируются, а импульсы с длительностью, равной интервалу между передними Фронтами тех же напряжений проходят без изменения полярности.

В результате суммирования на выходе сумматора 9 получают однополярные импульсы, более соответствующие по длительности измеряемой разности фаз, чем импульсы. получаемые на выходе известного устройства, не содержащего блоки 5-8;

Применение предлагаемого устройства позволяет увеличить точность измерения разности фаз сигналов с большим диапазоном амплитуд.

Формула изобретения

Фазовый детектор, содержащий два формирователя, каждый из которых

5 9381 имеет прямой и инверсный выходы, два двухвходовых элемента совпадения и сумматор, причем первые входы элементов совпадения соединены с выходами первого формирователя, вторые - с вы- ходами второго так, что к каждому элементу совпадения подключены один прямой и один инверсный выходы формирователей, отличающийся тем, что, с целью снижения фазо-ам- 10 плитудной погрешности измерения разности фаз входных сигналов с большим динамическим диапазоном, в него вве дены два блока определения сдвига между передними и задними фронтами сфор-И мированных импульсов и два блока изменения полярности, причем входы одного блока определения сдвига между

95 d передними и задними фронтами подключены к входам одного элемента совпадения, а входы другого - к входам дру" гого элемента совпадения, и выходы каждого из этих блоков соединены с соответствующими управляющими входами блоков изменения полярности, которые включены между выходами элементов совпадения и входами сумматора.

Источники информации, принятые во внимание при экспертизе

1. Смирнов fl. Т. Цифровые фазометры. "Энергия", 1964, с. 10-13, рис. 4, 5.

2. Корндорф С. Ф. Цифровые методы измерения сдвига фаз. "Наука", 1979 с. 13, рис. 1, 4.

Фиг.1

938195

Заказ 4453/68

Тираж 717 Подписное

ВНИИПИ Государственного комитета СССР по делам изобретений и открытий

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

Филиал ППП "Патент", r. Ужгород, ул. Проектная, 4

Составитель А. Подорольский

Редактор А. Шандор Техред А. Ач Корректор А. Дзятко