RU2225988C2 - Phase-meter - Google Patents

Phase-meter Download PDF

Info

Publication number
RU2225988C2
RU2225988C2 RU2002114258/09A RU2002114258A RU2225988C2 RU 2225988 C2 RU2225988 C2 RU 2225988C2 RU 2002114258/09 A RU2002114258/09 A RU 2002114258/09A RU 2002114258 A RU2002114258 A RU 2002114258A RU 2225988 C2 RU2225988 C2 RU 2225988C2
Authority
RU
Russia
Prior art keywords
input
output
phase
meter
control unit
Prior art date
Application number
RU2002114258/09A
Other languages
Russian (ru)
Other versions
RU2002114258A (en
Inventor
нников Ю.Е. Шерст
Ю.Е. Шерстянников
Original Assignee
Открытое акционерное общество "Ижевский электромеханический завод "Купол"
Priority date (The priority date is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the date listed.)
Filing date
Publication date
Application filed by Открытое акционерное общество "Ижевский электромеханический завод "Купол" filed Critical Открытое акционерное общество "Ижевский электромеханический завод "Купол"
Priority to RU2002114258/09A priority Critical patent/RU2225988C2/en
Publication of RU2002114258A publication Critical patent/RU2002114258A/en
Application granted granted Critical
Publication of RU2225988C2 publication Critical patent/RU2225988C2/en

Links

Images

Landscapes

  • Measuring Phase Differences (AREA)
  • Measurement Of Resistance Or Impedance (AREA)

Abstract

FIELD: measurement complexes designed to measure fields of antennas. SUBSTANCE: phase-meter is intended for utilization in radio navigation, radiolocation and radio control equipment. It has 0-90 deg phase inverter across first input to which reference signal is fed, 0-180 deg phase inverter connected to its output, adder, detector, analog-to-digital converter and computer connected in series, control unit connected with outputs to control inputs of 0-90 deg phase inverter and of 0-180 deg phase inverter, attenuator which input is second input of phase-meter to which measured signal is fed, its control input being connected to output of control unit and its output being connected to first input of adder. Amplifier-limiter incorporated in phase-meter is placed between output of 0-180 deg phase inverter and second input of adder. First output of computer is connected to input of control unit and its second output is output of phase-meter. EFFECT: increased measurement accuracy thanks to diminished influence of phase inverters on amplitude of reference signal, expanded functional potential and application field of phase-meter 1 dwg .

Description

Изобретение относится к измерительной технике и может быть использовано и измерительных комплексах, предназначенных для измерения поля антенн и ФАР. а также в устройствах навигации, радиолокации и радиоуправления.The invention relates to measuring technique and can be used and measuring systems designed to measure the field of antennas and headlamps. as well as in navigation, radar and radio control devices.

Известен фазометр, содержащий на каждом из двух входов аттенюатор, соединенный через амплитудный детектор с входом дифференциального усилителя. Выход усилителя соединен с управляющим входом первого аттенюатора и через инвертор с управляющим входом второго аттенюатора. Выход каждого аттенюатора подсоединен также к входам двух формирователей суммы, разности, выходы которых через детекторы подключены к первому и второму входам вычислителя, третий вход которого подключен к выходу блока управления, а четвертый и пятый подключены к входам усилителя (авт. свид. СССР №890266, G 01 R 25/00 ).A known phase meter containing at each of two inputs an attenuator connected through an amplitude detector to the input of a differential amplifier. The output of the amplifier is connected to the control input of the first attenuator and through an inverter to the control input of the second attenuator. The output of each attenuator is also connected to the inputs of two shapers of the sum, the difference, the outputs of which through the detectors are connected to the first and second inputs of the calculator, the third input of which is connected to the output of the control unit, and the fourth and fifth are connected to the inputs of the amplifier (ed. USSR certificate No. 890266 , G 01 R 25/00).

Однако известное устройство обладает недостаточными функциональными возможностями, в частности оно не позволяет производить измерение амплитуды сигнала.However, the known device has insufficient functionality, in particular, it does not allow to measure the amplitude of the signal.

Наиболее близким из известных к предлагаемому является фазометр, содержащий на одном входе фазовращатель 0-90°, на другом - фазовращатель 0-180°, другими входами подсоединенные к управляющему выходу блока управления, а выходами подключенные к входам блока суммы, подсоединенного через детектор огибающей к коммутатору, другой вход которого подсоединен к управляющему выходу блока управления, а выходами подключенному к входам четырех блоков запоминания напряжений, подсоединенных к входам функционального преобразователя, выход которого является выходом фазометра (заявка №93018597, G 01 R 25/04).The closest known to the proposed one is a phase meter containing 0–90 ° phase shifter at one input, 0–180 ° phase shifter at the other, connected to the control output of the control unit by other inputs, and outputs connected to the inputs of the sum unit connected through the envelope detector to a switch, the other input of which is connected to the control output of the control unit, and the outputs connected to the inputs of four voltage memory blocks connected to the inputs of the functional converter, the output of which is tsya output phase meter (application No. 93018597, G 01 R 25/04).

Однако этот фазометр имеет недостаточную точность измерения, обусловленную изменением амплитуды при переключении фазовращателей, а также ограниченные функциональные возможности, т.к не позволяет измерять амплитудные значения сигнала.However, this phasemeter has insufficient measurement accuracy due to a change in amplitude when switching phase shifters, as well as limited functionality, because it does not allow measuring the amplitude values of the signal.

Целью изобретения является повышение точности и расширение функциональных возможностей фазометра.The aim of the invention is to improve the accuracy and expansion of the functionality of the phase meter.

Поставленная цель достигается тем, что в фазометр, содержащий на первом входе фазовращатель 0-90°, на который подается опорный сигнал, подсоединенный к его выходу фазовращатель 0-180°, последовательно соединенные блок суммы, детектор, аналого-цифровой преобразователь и вычислитель, блок управления, выходами подсоединенный к управляющим входам фазовращателя 0-90° и фазовращателя 0-180°, введены аттенюатор, вход которого является вторым входом фазометра, на который подается измеряемый сигнал, управляющий вход которого подсоединен к выходу блока управления, а выход подключен к первому входу блока суммы, и усилитель-ограничитель, включенный между выходом фазовращателя 0-180° и вторым входом блока суммы, вычислитель первым выходом подсоединен к входу блока управления, а второй выход является выходом фазометра.This goal is achieved by the fact that in the phase meter, containing at the first input a phase shifter 0-90 °, to which a reference signal is supplied, a phase shifter 0-180 ° connected to its output, series block connected in series, detector, analog-to-digital converter and calculator, block control outputs connected to the control inputs of the phase shifter 0-90 ° and phase shifter 0-180 °, an attenuator is introduced, the input of which is the second input of the phase meter, to which the measured signal is fed, the control input of which is connected to the output of the unit control, and the output is connected to the first input of the sum unit, and the amplifier-limiter connected between the output of the phase shifter 0-180 ° and the second input of the sum unit, the first output is connected to the input of the control unit, and the second output is the output of the phase meter.

В предлагаемом устройстве использованы традиционные для таких схем элементы: дискретные фазовращатели, блок суммы, аналого-цифровой преобразователь, вычислитель, аттенюатор. Однако за счет введения аттенюатора и усилителя-ограничителя и в целом схемного решения, реализующего необходимый алгоритм, предполагающий запирание аттенюатором входа фазометра, измерение при закрытом втором входе опорного сигнала и учет его разницы в измерениях позволяют достичь:In the proposed device, elements traditional for such circuits are used: discrete phase shifters, sum unit, analog-to-digital converter, calculator, attenuator. However, due to the introduction of an attenuator and an amplifier-limiter and, in general, a circuit solution that implements the necessary algorithm, which involves the attenuator locking the input of the phase meter, measuring the closed second input of the reference signal and taking into account its difference in measurements, it is possible to achieve:

- повышения точности измерения путем уменьшения влияния фазовращателей на амплитуду опорного сигнала;- improving the measurement accuracy by reducing the influence of phase shifters on the amplitude of the reference signal;

- измерения также и амплитудных характеристик устройств.- measuring also the amplitude characteristics of the devices.

Сущность изобретения поясняется чертежом, на котором приведена блок-схема предлагаемого фазометра.The invention is illustrated in the drawing, which shows a block diagram of the proposed phase meter.

Фазометр содержит последовательно соединенные входной фазовращатель 1 0-90°, фазовращатель 2 0-180° и усилитель-ограничитель 3, выходом подсоединенный к одному из входов блока суммы 4, к другому входу которого подключен аттенюатор 5, вход которого является вторым входом фазометра. Выход блока суммы 4 подключен через последовательно соединенные квадратичный детектор 6 и аналого-цифровой преобразователь 7 к входу вычислителя 8, выходами подключенного к блоку управления 9, выходы которого подсоединены к управляющим входам фазовращателей 1, 2 и аттенюатора 5, при этом другой выход вычислителя 8 является выходом фазометра.The phasometer contains a serially connected input phase shifter 1 0-90 °, a phase shifter 2 0-180 ° and an amplifier-limiter 3, connected to one of the inputs of the sum unit 4 with an output, an attenuator 5 connected to the other input, the input of which is the second input of the phase meter. The output of the sum 4 block is connected through a series-connected quadratic detector 6 and analog-to-digital converter 7 to the input of the calculator 8, the outputs are connected to the control unit 9, the outputs of which are connected to the control inputs of the phase shifters 1, 2 and attenuator 5, while the other output of the calculator 8 is phase meter output.

Фазометр работает следующим образом.The phasometer works as follows.

Опорный сигнал от внешнего генератора подается на первый вход фазометра. Измеряемый сигнал подается на второй вход фазометра. На вход блока суммы 4 опорный сигнал поступает через усилитель-ограничитель 3, который почти полностью исключает изменение его амплитуды при переключении фазовращателей 1.2. Однако, ввиду неидеальности работы усилителя-ограничителя 3, остается некоторое изменение амплитуды, снижающее точность измерений, поэтому режиму измерений предшествует режим калибровки. Для чего вычислитель 8 выдает сигнал на блок управления 9, который запирает второй вход фазометра аттенюатором 5. Затем, также по сигналам с вычислителя 8, блок управления 9 переключает фазовращатели 1, 2, а вычислитель 8 запоминает четыре значения сигнала. Такое измерение амплитуды сигнала при закрытом втором входе фазометра является основным в повышении точности. Эти четыре значения используются для индикации уровня входной мощности опорного сигнала, а также для учета их разницы в последующих измерениях путем пересчета значений по формуламThe reference signal from an external generator is fed to the first input of the phasemeter. The measured signal is fed to the second input of the phasemeter. The input signal of the sum 4 block receives the reference signal through an amplifier-limiter 3, which almost completely eliminates the change in its amplitude when switching the phase shifters 1.2. However, due to the imperfect operation of the amplifier-limiter 3, there remains a certain change in the amplitude, which reduces the measurement accuracy, therefore, the measurement mode is preceded by a calibration mode. Why, the calculator 8 provides a signal to the control unit 9, which closes the second input of the phase meter with an attenuator 5. Then, also by the signals from the calculator 8, the control unit 9 switches the phase shifters 1, 2, and the calculator 8 remembers the four signal values. Such a measurement of the signal amplitude when the second input of the phase meter is closed is fundamental in increasing the accuracy. These four values are used to indicate the input power level of the reference signal, as well as to take into account their difference in subsequent measurements by recalculating the values by the formulas

Figure 00000001
Figure 00000001

где i = 2...4. причем i=1 соответствует состоянию, когда фазовращатели 1 и 2 выключены, т.е находятся в состоянии нулевого фазового сдвига.where i = 2 ... 4. moreover, i = 1 corresponds to the state when the phase shifters 1 and 2 are turned off, that is, they are in a state of zero phase shift.

Далее в режиме измерений вместо измеренных значений U1...U4 необходимо использовать соответствующие данным состояниям фазовращателей 1 и 2 значения Y1...Y4. при этом Y1=U1.Further, in the measurement mode, instead of the measured values of U 1 ... U 4, it is necessary to use the values Y 1 ... Y 4 corresponding to these states of the phase shifters 1 and 2. wherein Y 1 = U 1 .

Измерение производится следующим образом.The measurement is as follows.

Опорный и измеряемый сигналы поступают соответственно на первый и второй входы фазометра. Цикл измерения состоит из четырех тактов.The reference and measured signals are respectively supplied to the first and second inputs of the phase meter. The measurement cycle consists of four measures.

В первом такте блок управления 9 открывает аттенюатор 5, пропуская сигнал на вход блока суммы 4, а фазовращатели 1, 2 устанавливает в состояние нулевого фазового сдвига. Измеренное значение сигнала фиксируется в АЦП 7 и запоминается вычислителем 8.In the first cycle, the control unit 9 opens the attenuator 5, passing the signal to the input of the sum 4 block, and sets the phase shifters 1, 2 to the state of zero phase shift. The measured signal value is recorded in the ADC 7 and stored by the calculator 8.

Во втором такте фазовращатель 2 блоком управления 9 устанавливается и состояние 180-градусного сдвига, полученное значение сигнала Y2 фиксируется к АЦП 7 и в вычислителе 8 определяется разность Z1=Y1-Y2.In the second cycle, the phase shifter 2 is set by the control unit 9 and the state of 180-degree shift, the received signal value Y 2 is fixed to the ADC 7 and the difference Z 1 = Y 1 -Y 2 is determined in the calculator 8.

В третьем такте фазовращатель 2 блоком управления 9 возвращается в состояние нулевого фазового сдвига, а фазовращатель 1 устанавливается в состояние 90-градусного сдвига. АЦП 7 фиксирует значение сигнала Y3.In the third cycle, the phase shifter 2 by the control unit 9 returns to the zero phase shift state, and the phase shifter 1 is set to the 90 degree shift state. ADC 7 captures the value of the signal Y 3 .

В четвертом такте фазовращатель 2 переключается в состояние 180-градусного фазового сдвига и фиксируется значение сигнала Y4, а также вычислителем 8 вычисляется разность Z2=Y3-Y4. Вычисление разностей Z1, Z2 - также существенная особенность данной схемы, направленная на автоматизацию и повышение точности измерений.In the fourth cycle, the phase shifter 2 switches to the 180-degree phase shift state and the signal value Y 4 is fixed, and the difference Z 2 = Y 3 -Y 4 is calculated by the calculator 8. The calculation of the differences Z 1 , Z 2 is also an essential feature of this scheme, aimed at automation and improving the accuracy of measurements.

Так как измеренные значения сигнала на выходе квадратичного детектора 6 можно описать выражениями:Since the measured values of the signal at the output of the quadratic detector 6 can be described by the expressions:

Y1=K·(Е 2 0 2 u +2ЕоЕu·cosφx),Y 1 = K 2 0 + E 2 u + 2Е о Е u · cosφ x ),

Y2=К·(Е 2 0 +E 2 u +2EoEu·cosφx),Y 2 = K 2 0 + E 2 u + 2E o E u cosph x ),

где К- коэффициент преобразования детектора, Ео - амплитуда опорного сигнала на входе детектора, Eu - амплитуда сигнала с измеряемого устройства на входе детектора, φx - измеряемый фазовый сдвиг, причем К и Еo после калибровки – величины постоянные.where K is the conversion coefficient of the detector, E o is the amplitude of the reference signal at the input of the detector, E u is the amplitude of the signal from the measured device at the input of the detector, φ x is the measured phase shift, and K and E o after calibration are constant.

Отсюда разность измеряемых значений равныHence the difference in measured values are equal

Z1=4KEoEu cosφx,Z 1 = 4KE o E u cosφ x ,

аналогичноsimilarly

Z2=4KEoEusinφx.Z 2 = 4KE o E u sinφ x .

По полученным значениям вычислитель 8 находит амплитуду и фазовый сдвиг:According to the obtained values, the calculator 8 finds the amplitude and phase shift:

Figure 00000002
Figure 00000002

Figure 00000003
Figure 00000003

Определив по формулам амплифазные компоненты сигнала, вычислитель выводит их на индикатор либо во внешний канал связи для использования в процедурах автоматизированных измерений.Having determined the amplitude-phase components of the signal using the formulas, the calculator displays them on an indicator or in an external communication channel for use in automated measurement procedures.

Таким образом, предложенный фазометр обеспечивает измерение амплифазных характеристик устройств, при этом повышена точность измерений путем значительного уменьшения влияния фазовращателей на амплитуду опорного сигнала. Использование предлагаемого решения позволяет существенно расширить функциональные возможности и область применения измерителя.Thus, the proposed phase meter provides a measurement of the amplitude-phase characteristics of the devices, while improving the accuracy of measurements by significantly reducing the influence of phase shifters on the amplitude of the reference signal. Using the proposed solution can significantly expand the functionality and scope of the meter.

Claims (1)

Фазометр, содержащий на первом входе фазовращатель 0-90°, на который подается опорный сигнал, подсоединенный к его выходу фазовращатель 0-180°, последовательно соединенные блок суммы, детектор, аналого-цифровой преобразователь и вычислитель, блок управления, выходами подсоединенный к управляющим входам фазовращателя 0-90° и фазовращателя 0-180°, отличающийся тем, что в него введены аттенюатор, вход которого является вторым входом фазометра, на который подается измеряемый сигнал, управляющий вход которого подсоединен к выходу блока управления, а выход подключен к первому входу блока суммы, и усилитель-ограничитель, включенный между выходом фазовращателя 0-180° и вторым входом блока суммы, при этом первый выход вычислителя подключен к входу блока управления, а второй выход является выходом фазометра.A phasometer containing a 0-90 ° phase shifter at the first input, to which a reference signal is supplied, a 0-180 ° phase shifter connected to its output, series unit, detector, analog-to-digital converter and calculator, control unit, outputs connected to control inputs phase shifter 0-90 ° and phase shifter 0-180 °, characterized in that an attenuator is introduced into it, the input of which is the second input of the phase meter, to which a measured signal is supplied, the control input of which is connected to the output of the control unit, and the output is connected to the first input of the sum block, and the amplifier-limiter is connected between the output of the phase shifter 0-180 ° and the second input of the sum block, while the first output of the calculator is connected to the input of the control unit, and the second output is the output of the phase meter.
RU2002114258/09A 2002-05-30 2002-05-30 Phase-meter RU2225988C2 (en)

Priority Applications (1)

Application Number Priority Date Filing Date Title
RU2002114258/09A RU2225988C2 (en) 2002-05-30 2002-05-30 Phase-meter

Applications Claiming Priority (1)

Application Number Priority Date Filing Date Title
RU2002114258/09A RU2225988C2 (en) 2002-05-30 2002-05-30 Phase-meter

Publications (2)

Publication Number Publication Date
RU2002114258A RU2002114258A (en) 2003-12-20
RU2225988C2 true RU2225988C2 (en) 2004-03-20

Family

ID=32390442

Family Applications (1)

Application Number Title Priority Date Filing Date
RU2002114258/09A RU2225988C2 (en) 2002-05-30 2002-05-30 Phase-meter

Country Status (1)

Country Link
RU (1) RU2225988C2 (en)

Similar Documents

Publication Publication Date Title
KR101962018B1 (en) Signal detector device and method
RU2225988C2 (en) Phase-meter
RU2442181C1 (en) Instrument for measuring direction-finding performance for antenna-fairing systems
Reymann et al. A three-way, on-site comparison of the 10 V Josephson voltage standards of the PTB, the SP, and the BIPM
US20050207198A1 (en) Circuit, method and system for providing one or more phase voltages from input voltages
Shauerman et al. Automated measuring device for microwave frequency terminals on the basis of logarithmic amplifier
RU1800384C (en) Two-channel phase meter
SU970262A1 (en) Two-channel phase meter
CN115085828B (en) Phase displacement phase precision testing method and device
SU1004891A2 (en) Device for measuring aerial input resistance
SU1677669A1 (en) Super high frequency tract elements s-parameters meter
RU2101715C1 (en) Phase meter for signals of high and ultrahigh frequency
RU2042139C1 (en) Radio pulse phase meter
SU1688192A1 (en) Program analizer of microwave cirquits
RU2564861C1 (en) Device to measure group time of delay of frequency converters
Chen et al. Calibration and measurement of a wideband six-port polarimetric measurement system
SU245914A1 (en) METHOD FOR TRANSFORMING PHASE SHIFT INTO DIGITAL CODE
SU613266A1 (en) Phase meter
SU1615636A1 (en) Method of determining phase shift
SU832494A1 (en) Digital phase converter
RU2143707C1 (en) Phase direction finder
SU885925A1 (en) Device for measuring standing-wave coefficient
RU2130621C1 (en) Gear determining range to radiation source
RU2236018C1 (en) Transmission gain digital meter
SU1741089A1 (en) Method of measurement of introduced phase errors of discrete binary phase inverter

Legal Events

Date Code Title Description
MM4A The patent is invalid due to non-payment of fees

Effective date: 20110531

RZ4A Other changes in the information about an invention
PD4A Correction of name of patent owner