SU1092428A1 - Фазометр - Google Patents

Abstract

ФАЗОМЕТР, содержащий два измерительных канала, один из которых состоит из последовательно включенных первого смесител , фильтра суммарной частоты, второго смесител , фильтра разностной частоты а второй - из последовательно соединенных первого смесител  и фильтра суммарной частоты, генератор, фазовьм детектор, соединенный с индикатором , отличающийс  тем, что, с целью повьппени  точности измерени  за счет снижени  уровн  паразитных излучений, в него введены управл ема  лини  задержки, злемент управлени  линией задержки. элемент выделени  огибающей и последовательно включенные во второй измерительный канал дополнительный смеситель и фильтр разностной частоты , выход которого подключен к второму входу фазового детектора, первый вход которого св зан с выходом фильтра разностной частоты первого измерительного канала, один из входов дополнительного смесител  соединен с выходом фильтра суммарной частоты второго измерительного канала , другой вход соединен с вторым входом второго смесител  первого измерительного канала и с выходом управл емой линии задержки, управл ющий вход которой подключен к сл выходу элемента управлени  линией задержки, а сигнальный вход - к выходу фильтра суммарной частоты первого измерительного канала, выходы генератора св заны с вторыми входами первых смесителей измерительных каналов, вход элемента вьщелесо кэ ни  огибающей соединен с первым входом первого смесител  первого изме4: рительного канала, а выход - с вхоto дами синхронизации генератора и элемента управлени  линией задержки. 00

Description

Изобретение относитс  к радиоимпульсной технике и может быть исползовано в радиотехнических системах и комплексах дл  определени  фазовы сдвигов непрерывных и радрюимпульсных сигналов.

Известен фазометр с преобразованием частоты, содержащий два измерительных канала, состо щих из последовательно соединенных смесител  и фильтра, причем выходы последних соединены с входами ключа, третий вход которого соединен с выходом генератора квантующих импульсов , а выход - с выходным счетчиком , при этом выходы гетеродина соединены с вторыми входами смесителей Г 1 J.

Недостатком этого устройства  вл етс  низка  точность измерени .

Наиболее близким техническим решением к предлагаемому  вл етс  фазометр, содержащий два измерительных канала, состо щих из последовательно включенных смесител  фильтра и усилител , выходы которых подключены к входам третьего смесител ,выход которого через фильтр св зан с входом усилител -ограничител , соединенного с делителем частоты, подключенного выходом к Одному входу фзового детектора, св занного с индикатором , а другой вход фазового детектора соединен с выходом второг yc iлитeл -oгpaничитeл , вход которого подключен к выходу опорного генератора, при этом первые входы однополосных модул торов св заны с выходом гетеродина, а другие - с опорного генератора, а выходы однополосных модул торов соединены с вторыми входами смесителей измерительных каналов 2 .

Недостатками этого фазометра  вл ютс  паразитные излучени , наводки пролезани , объ сн ющиес  наличием многочисленных преобразований частоты и внутренних генераторов, низкие показатели по электромагнитной совместимости.

Цель изобретени  - повьш1ение точности измерени  за счет снижени  уровн  паразитных излучений.

Поставленна  цель достигаетс  тем, что в фазометр, содержащий два измерительных канала, один из которых состоит из последовательно включенных первого смесител ,фильтр

суммарной частоты, второго смесител  фильтра разностной частоты, а второй - из последовательно соединенных первого смесител  и фильтра суммарной частоты, генератор, фазовый детектор, соединенный с индикатором , введены управл ема  лини  задержки, элемент управлени  линией задержки, элемент выделени  огибающей и последовательно включенные во второй измерительный канал доЛолнительньш смеситель и фильтр разностной частоты, выход которого подключен к второму входу фазового детектора , первый вход которого св зан с выходом фильтра разностной частоты первого измерительного канала,один из входов дополнительного смесител  соединен с выходом фильтра суммарной частот) второго измерительного канала , другой вход соединен с вторым входом второго смесител  первого измерительного канала и с выходом управл емой линии задержки, управл ющий вход которой подключен к выходу элемента управлени  линией задержки , а сигнальный вход - к входу ф:альтра суммарной частоты первого измерительного канала, выходы генератора св заны с вторыми входами первых смесителей измерительных каналов , вход элемента выделени  огибающей соединен с первьчм входом первого смесител  первого измерительного канала, а выход - с входами синхронизации генератора и элемента управлени  линией задержки.

На чертеже приведена схема фазометра .

Фаз.ометр содержит два измерительных канала 1 и 2, каждый из которых состоит из первого смесител  3, фильтра 4 суммарной частоты, второго смесител  5 и фильтра 6 разностной частоты, генератора 7, фазового детектора 8, индикатора 9, управл емой линии 10 задержки, элемента 11 управлени  линией задержки и элемента 12 выделени  огибающей.

В каждом измерительном канале 1 и 2 первый смеситель 3, фильтр 4 суммарной частоты, второй смеситель 5 и фильтр 6 разностной частоты последовательно соединены, выходы генератора 7 соединены с вторыми входами первых смесителей 3 измерительных каналов 1 и 2, фазовый детектор 8 входами соединен с вькодами фильтров 6 разностной частоты, а выходом - с индикатором 9, управл ема  лини  10 задержки выходом соединена с вторыми входами смесителей 5, управл ющим входом - с выходом элемента 11 управлени  линией задержки а сигнальным входом - с выходом фильтра 4 суммарной частоты первого измерительного канала 1, элемент 12 вьщелени  огибающей входом св зан с входом первого смесител  3 первого измерительного канала 1, а вы ходом - с входами синхронизации генератора 7 и элемента 11 управлени  линией задержки. Устройство работает следующим образом. На входы фазометра поступают напр жени  V.( , V.)cos(u)tW,), где V (t), V (t) - амплитуды измер емых сигналов, I r% частота и фазы сигналов. После перемножени  этих сигналов в смесител х 3 с напр жением генератора 7, фильтрами 4 суммарных час тот вьщел ютс  сигналы V.V(t).u;)i.4,44, V;--V;{t)co5(u,.u)t. где V(-fc)| V. (t) - амйлитуды сигналов с учетом коэ фициентов переда чи. При этом в случае измерени  ради импульсных сигналов элемент 12 выделени  огибающей, который в простейшем случае реализуетс  на основе амплитудного детектора, вырабатывает разрешающий сигнал, существующий в моменты присутстви  на входах фазометра радиоимпульсных сигналов По этому разрешающему сигналу запус каетс  генератор 7, а также начинае работу элемент 11 управлени  линией задержки. По окончании измер емого радиоимпульса и разрешающего сигнал обрываетс  работа генератора 7 и элемента 11 управлени  линией задержки . Таким образом, сигналы генератор 7 и элемента 11 управлени  линией, задержки имеют место лишь во врем  оздействи  измер емых радиоимпульсьгх сигналов на вход фазометра и тсутствуют в паузах между измереи ми . В режиме измерений непрерывого сигнала элементом 12 выделеи  огибающей посто нно вырабатыватс  разрешаюиц й сигнал. В результае обеспечиваетс  непрерывна  раота генератора 7 и элемента 11 упавлени . Напр жение V после пропускани  ерез перестраиваемую по определеному (например, линейно или ступенато нарастающему) закону TCtt инию 10 задержки, принимает вид ))где V ,4i - амплитуда и дополнительный фазовый сдвиг сигнала на выходе линии 10 задержки; T(t) - закон перестройки линии 10 задержки, задаваемый элементом 11 управлени . При перемножении выходного сигнала линии 10 задержки V в смесител х 3 с сигналами V и V формируютс  сигналы -V(t)cos{()t-()r)itt-(t) (,,5 , (i)co5() )t-())t r(t}JWr+S2- ) Фильтрами 6 пропускаютс  лищь напр жени  разностной частоты (первые слагаемые напр жений Vj и V) которые, например, при линейном законе перестройки линии 10 задержки (tl-r-l: , где f const - скорость перестройки линии 10 задержки , имеют вид )co5(u)u5 1rt-i/J, (t)co5(u,.u)).,Фазовым детектором 8 формируетс  напр жение, пропорциональное фазоВОЙУ сдвигу сигналов Vg (tco.().Vg{i)co5{V/J Поскольку разность фаз напр жений Vg и V/ равна измер емому фазовому сдвигу входных сигналов пока зани  индикатора 9 соответствуют сдвигу фаз напр жений V и . . В данном устройстве дл  снижени  погрешностей, вносимых преобразованием частоты, необходимо добиватьс  наиболее точного перемножени  сигна лов в смесител х. С этой целью наиб лее предпочтительными  вл ютс  кольцевые или двухбалансные схемы смесителей. Управл ема  лини  10 за держки представл ет собой набор ком мутируемых отрезков волноводов или коаксиальных кабелей либо устройств на поверхностных акустических волнах . Наилучшим с точки зрени  минимума вносимых искажений  вл етс  линейный закон перестройки линии 10задержки tltH b . Однако при конкретной реализации устройства исход  из заданной погрешности измерений может быть выбран другой вид функции L(i) (например,пилообразный или ступенчатый). Элемент 11управлени  линией задержки,таким образом, представл ет собой обычный синхронизируемьй генерато функции заданного вида fit). . Введение в устройство управл е мой линии задержки, дополнительног смесител , фильтра разностной частоты , элементов управлени  линией задержки и выделени  огибающей уменьшает взаимное вли ние каналов сокращает число паразитных комбинационных составл ющих. Измерение фазового сдвига производитс  в диапазоне частот (при линейном законе) (  ° Kmin-.rl 1„ где f принимает значени  Это позвол ет сжать частотный Наличие вседиапазон в К - раз, го лишь одного высокочастотного генератора , работающего только при наличии измер емого сигнала на входах устройства, позвол ет значительно снизить (а в паузах между измерени ми исключить) уровень паразитной излучаемой мощности. Снижение, по сравнению с синхронным гетеродинированием , вносимых искажений при высоком коэффициенте сжати  частотного диапазона, уменьшение вли ни  паразитных внутренних св зей повышает точность измерени  в 2-3 раза. По сравнению с базовым фазометром ФК2-14 предлагаемое устройство обладает следующими преимуществами. Благодар  высокому коэффициенту сжати  (до 10 ) оно имеет более широкий частотный диапазон, позвол ет проводить безынерционные измерени  (при стробоскопическом способе,реализованном в ФК-2-1А, необходимо весьма значительное врем  измерений), обладает лучшими показател ьга электромагнитной совместимости. Использование предлагаемого фазометра в составе контрольно-измерительных комплексов, благодар  высоким показател м электромагнитной совместимости, дает возможность конструировать более точные измерительные системы в радиотехнике, навигации , радиолокации, при контроле качества выпускаемой продукции. Это уменьшает потери от брака, снижает себестоимость продукции.

3

Claims (1)

1. ФАЗОМЕТР, содержащий два измерительных канала, один из которых состоит из последовательно включенных первого смесителя, фильтра суммарной частоты, второго смесителя, фильтра разностной частоты^ а второй - из последовательно соединенных первого смесителя и фильтра суммарной частоты, генератор, фазовый детектор, соединенный с индикатором, отличающийся тем, что, с целью повышения точности измерения за счет снижения уровня паразитных излучений, в него введены управляемая линия задержки, элемент управления линией задержки, элемент выделения огибающей и последовательно включенные во второй измерительный канал дополнительный смеситель и фильтр разностной частоты, выход которого подключен к второму входу фазового детектора, первый вход которого связан с выходом фильтра разностной частоты первого измерительного канала, один из входов дополнительного смесителя соединен с выходом фильтра суммарной частоты второго измерительного канала, другой вход соединен с вторым входом второго смесителя первого измерительного канала и с выходом управляемой линии задержки, управляющий вход которой подключен к выходу элемента управления линией задержки, а сигнальный вход - к выходу фильтра суммарной частоты первого измерительного канала, выходы генератора связаны с вторыми входами первых смесителей измерительных каналов, вход элемента выделения огибающей соединен с первым входом первого смесителя первого измерительного канала, а выход - с входами синхронизации генератора и элемента управления линией задержки.

   >