SU1000932A1 - Устройство дл измерени сдвига фаз - Google Patents

Description

() УСТРОЙСТВО ДЛЯ ИЗМЕРЕНИЯ СДВИГА ФАЗ

1

Изобретение относитс  к радиоизмерительной технике и может быть использовано в различных фазовых радиотехнических системах и системах автоматического регулировани .

Известно устройство, предназначенное дл  измерени  разности фаз и содержащее высокочастотный генератор и фазовый детектор, опорный вход которого св зан непосредственно с выходом,д генератора, а информационный вход через исследуемый четырехполюсник с выходом генератора. О величине и знаке фазового сдвига суд т в данном устройстве по величине и знаку напр - ,5 жени  на выходе фазового детектора ГЛ.

Недостатком этого устройства  вл етс  низка  точность измерений вследствие малой разрешающей способности фазового детектора.го

Известно устройство дл  измерени  разности фаз, содержащее исследуемый четырехполюсник, высокостабильный генератор и фазовый детектор, опорный

вход которого соединен непосредствен но, а информационный - через исследуемый четырехполюсник с выходом высокочастотного стабилизированного генератора , двухполюсник, резистор, дополнительный фазовый детектор и кьарцевый резонатор, выполненный в виде кварцевой линзы, на которую нанесены два основных и дополнительный электроды , причем основные электроды соединены с входами высокостабильного генератора, дополнительньй электрод соединен с общей шиной через резистор , входом дополнительного фазового детектора и первым основным электродом через двухполюсник, управл ющий вход которого соединен с опорным входом дополнительного фазового детектора 2.

Недостатками известного -устройства  вл ютс  низка  чувствительность и точность при измерении малых фазовых сдвигов. Цель изобретени  - повышение чувст вительности и точности измерений. Поставленна  цель достигаетс  тем что в устройство дл  измерени  сдвига фаз, содержащее исследуемый четырехполюсник , высокостабильный генератор первый двухполюсник, первый резистор кварцевый резонатор, выполненный в ви де кварцевой линзы, на которую нанесе ны два основных и два дополнительных электрода, первый фазовый детектор, опорный вход которого соединен непосредственно , а информационнь1й - чере исследуемый четырехполюсник с выходо высокостабильного генератора, и второй фазовый детектор, причем первый и второй основные электроды кварцево го резонатора соединены с входами |высокостабильного Генератора, первый дополнительный электрод кварцевого резонатора соединен с общей шиной через первый резистор, входом второго детектора и первым основным электродом через первый двухполюсник, управл ющий вход которого соединен с выходом первого фазового детектора, введены фазовраща,тель наи , второй резистор и второй двухполюсник, управл ющий вход которого соединен с выходом первого фазового детектора, при этом второй дополнительный элактрод кварцевого резонатора соединен с общей шиной через второй резистор, с опорным входом второго фазового детектора через фазовращатель на и с вторым двухполюсником непосредствен ,но, который также соединен с вторым основным электродом кварцевого резонатора . На чертеже изображена функциональна  схема предлагаемого устройства. Устройство содержит высокостабильный кварцевый генератор 1, четырехэлектродный кварцевый резонатор 2 с двум  Основными 3 и и двум  дополнительными 5 и 6 электродами, выполненный в виде кварцевой линзы 7. на которую нанесены электроды. Кварцевый резонатор 2 с помощью основных электродов 3 и соединен с генератором 1 и выполн ет роль стабилизирующего элемента . Устройство также включает два двухполюсника 8 и 9 с управл емым импедансом , два резистора 10 и 11 нагрузки , исследуемый четырехполюсник 12, фазовые детекторы 13 и 1 и фазовращатель 15 Hal. Двухполюсник 8 включен между основным 3 И дополнительным 5 электродами, а двухполюсник 9 - между основным k и дополнительным 6 электродами кварцевого резонатора 2, при этом их входы управлени  соединены с выходом фазового детектора 13. Резистор 10 подключен между дополнительным электродом 5 и общей шиной, а резистор 11 - между дополнительным электродом 6 и общей шиной. Выход генератора 1 соединен через четырехполюсник 12, фазовый сдвиг сигнала в котором необходимо определить, с информационным входом первого фазового детектора 13 и непосредственно с его опорным входом. Входы второго фазового детектора И подключены к дополнительным электродам резонатора 2, при этом дополнительный электрод 6 подключен через фазовращатель 15 а , а дополнительный электрод 5 - непосредственно . Устройство работает следующим образом . Генератор 1 с помощью основных электродов 3 и i кварцевого резонатора 2 генерирует высокостабильные колебани , поступающие на вход исследуемого четырехполюсника 12 и одновременно на опорный вход первого фазового детектора 13. Колебани , проход щие через исследуемый четырехполюсник 12, претерпевают сдвиг по фазе и затем поступают на информационный вход фазового детектора 13- На выходе последнего вьщел етс  посто нное напр жение , величина которого пропорциональна фазовому сдвигу высокочастотного колебани  в исследуемом четырехполюснике 12. Посто нное напр жение с выхода фазового детектора поступает одновременно на входы управлени  двухполюсников 8 и 9 с управл емым импедансом и измен ет его величину. Изменение величины импеданса двухполюсников 8 и 9 приводит к изменению фазы колебаний, снимаемых с дополнительных электродов 5 и 6 кварцевого резонатора 2 и выдел емых.на резисторах 10 и 11. Колебани  на основных электродах 3 и 4 резонатора 2 противофазны . Изменени  фаз колебаний на дополнительных электродах 5 и 6 противоположны по знаку, поэтому при сдвиге фазовращателем 15 колебани , снимаемого с дополнительного электрода 6, на величину li разность фаз колебаний на входах фазового детектора 4 равна удвоенному значению разности

фаз колебаний между основным 3 и дополнительным 5 электродами и пропорциональна величине напр жени  на выходе первого фазового детектора 13Вследствие этого на выходе второго фазового детектора k выдел етс  напр жение , величина которого пропорциональна измер емой разности фаз.

В динамическом режиме при изменении величины измер емого фазового сдвига сигнала на выходе четырехполюсника 12 происходит изменение величины напр жени  на выходе первого фазового детектора 13, что приводит к изменению величины импедансов управл емых двухполюсников 8 и 9- Это в свою очередь вызывает пропорциональное изменение фазы сигналов на дополнительных электродах 5 и 6 кварцевого резонатора 2, поэтому величина напр жени  на выходе фазового детектора 1 также измен етс . По величине изменени  напр жени  на выходе второго фазового детектора k можно судить о величине изменени  фазового сдвига сигнала в исследуемом четырехполюснике 12.

В предлагаемом устройстве при идентичности параметров двухполюсников 8 и 9 разность фаз колебаний на входах второго фазового детектора 14 в два раза больше, чем в известном, что свидетельствует о повышении чувствительности примерно в два раза. Кроме того , подключение входов вторрго фазового детектора 1 к дополнительным электродам 5 и 6 резонатора приводит R разв зке выхода генератора и в результате - к снижению уровн  шумов и, следовательно, величины среднеквадратического значени  флуктуационного колебани  на выходе второго фазового детектора 1. Поэтому точность измерений фазовых сдвигов с помощью предлагаемого устройства также повышаетс .

Claims (2)

1.Сиробаба Я.Я. и др. Основы теории радиотехнических измерений параметров движени . МО СССР, 1971, с. 131135 .

2.Авторское свидетельство СССР по за вке № 283 22t/l8-21 ,

кл. G 01 R 25/00, 29.10.79