SU1205053A1 - Способ измерени разности фаз - Google Patents

Abstract

Изобретение относитс  к электро- радиоизмерительной технике и -может быть использовано при измерении фазовых сдвигов. Устройство, реализующее данный способ, содержит коммутатор 1 двух исследуемь1Х сигналов, усилительно-смесительные каналы 2-4, гетеродин 5, блок 6 автоматической подстройки частоты, синхронизатор 7, фазометр 8, коммутатор 9 пол рности сигнала, интегратор 10. Первый сигнал поступает на вход первого канала в нечетные такты, в четные - на вход второго канала. Второй сигнал поступает на вход второго канала в четные такты, в нечетные - на вход первого канала. Длительность тактов одинакова , пол рность сигнала инвертируют в четные либо нечет- ные такты и сохран ют неизменной. Амплитуду сигнала, равную в нечетные либо четные такты сумме измер емой разности фаз между исследуемыми сигналами и разности набегов фаз в каналах , а в четные либо нечетные такты разности этих величин, интегрируют . На выходе интегратора 10 получают сигнал, амплитуда которого со- ответствует разности фаз исследуемьк сигналов ине зависитот величиныи зна ка разностииабегов фаза каналах.2ип. (/} - 2 - Я7 О сл о сл 00

Description

Изобретение относитс  к электр радиоизмерительной технике и может быть использовано в электро- и радтехнических установках различного назначени  при измерении фазовых сдвигов.

Целью изобретени   вл етс  повышение точности измерени  разности фаз.

На фиг. 1 представлена функцио- нальна  схема устройства дл  реализации предлагаемого способа; на фиг, 2 - временные диаграммы его работы.

Устройство содержит коммутатор

двух исследуемых сигналов усилительно-смесительные каналы 2-4, гетеро- дин 5, блок 6 автоматической подстройки частоты, синхронизатор 7, фазометр 8-, коммутатор 9 пол рности сигнала и инт&гратор 10,

Каждый из усилительно-смесительных каналов 2-4, содержит усилители амплитуды исследуемых сигналов, смесители супергетеродинного типа и усилители амплитуды сигналов промежуточной частоты.

Усилительно-смесительные каналы 2 и 3 совместно с гетеродином 5 образуют первый 2-5 и второй 3-5 каналы двухкан льного усилительно- преобразовательного тракта соответственно .

Усилительно-смесительньш канал 4 совместно с гетеродином 5 образует вспомогательный усилительно-преоб- разовательньй тракт (4-5), а последний совместно с блоком 6 автоматической подстройки частоты - систему 4-5-6 автоматической подстройки частоты .

В каналах двухканального и вспо- магательного усилительно-преобразовательных трактов осуществл ют однократные или многократные как ус шение амплитуды, так и преобразование частоты.

Коммутатор 9 пол рности сигнала осуществл ет параллельно-перекрестное переключение двух входных и двух выходных шин или каким-либо др гим образом измен ет пол рность сигнала на противоположную в моменты времени, определ емые импульсами синхронизации, сохран   неизменной его амплитуду.

Первый и второй выходы коммутатора 1 исследуемых сигналов соеди

сигнальными входами усилительно-смесительных каналов 2 и 3 соответственно, выходы которых подключены к первому и второму входам фазометра 8 соответственно. Выход фазометра 8 соединен с входом коммутатора 9 пол рности сигнала, выход которого включен с входом интегратора 10. Первый, второй и третий выходы гетеродина 5 соедине-ны с гетеродинными .входами усилительно- смесительных каналов 2-4 соответственно . Сигнальньй вход усилительносмесительного канала 4 соединен с вторым входом коммутатора 1 j а выход подключен к входу блока 6 автоматической подстройки частоты, выход которого соединен с входом управлени  гетеродина 5. Первый и второй выходы синхронизатора 7 соединены с входами управлени  коммутатора 1 и коммутатора 9 пол рности сигнала соответственно..

Способ измерени  разности фаз осуществл ют следующим образом.

На первьм и второй входы коммутатора 1 подают первый и второй ис- (следуемые сигналы соответственно. Исследуемый сигнал с второго входа коммутатора 1 непрерывно подают на сигнальный вход усилительно-смесительного канала 4. Сигнал с выхода автоматической подстройки частоты ) подают на вход управлени  гетеродина 5. Системой 4-5-6 автоматической подстройки частоты управл ют гетеродином 5 таким образом, что при изменении частоты исследуемого сигнала на втором входе коммутатора 1 частоту сигнала промежуточной частоты на вькодах усилительно- смесительных каналов 2-4 удерживают неизменной. Коммутатор 1 и коммутатор 9 пол рности сигнала работают синхронно в два такта, при этом

Т„,

чрт нeч 1

где , - период коммутации; 1Гцр-г L длительность четного

и нечетного тактов соответственно .

В нечетные такты из синхронизатора 7 на коммутатор 1 поступают нечетные синхронизирующие импульсы, при этом исследуемьш сигнал с первого входа коммутатора 1 подают на его первый выход и далее на сигналь 120

ный вход усилительно-смесительного канала 2, а исследуемьш сигнал с второго входа коммутатора 1 подают на его второй выход и далее на сиг- нальньш вход усилительно-смеси тель- ного канала 3. В четные такты из синхронизатора 7 на коммутатор 1 поступают четные синхронизирующие импуль

сы, при этом исследуемый сигнал с первого входа коммутатора 1 подают на его второй выход и далее на сигнальный вход усилительно-смесительного канала 3, а исследуемый сигнал с второго входа коммутатора 1 подаю на его первый выход и далее на сиг- нальньй вход усилительно-смесительного канала 2. Первьш и второй исследуемые сигналы на входе коммутатора 1 имеют фазы Ф и i соответственно . Измер ют разность фаз исследуемых сигналов

ДФ-ЯР,-Ф -(Ф2-Ф.), ДФ :-(.) .

в зависимости от того, какой из ис- тсле Зуемых сигналов принимают за опор- ный. Разность набегов фаз uf в первом канапе 2-5 усилительно-преобразовательного тракта относительного второго канала 3-5 обусловлена тем, что величины собственных набегов фазы в каждом из каналов неодинаковы и, кроме того, непосто нны во време- ,ни. Разность фаз сигналов промежуточной частоты на входе фазометра 8

., ,

где

.

V.

-фаза сигнала промежуточной частоты на выходе канала 2-5;

-фаза сигнала промежуточной частоты на выходе канала 3-5;

Если за опорный принимают первый исследуемый сигнал, т.е. ДФ f, - - Ф2. , то величина разности фаз сигналов промежуточной частоты на вхое фазометра 8 в нечетные такты

нeч- гнeч - Д Ь Рг.-ЛФ+ЛУ,

Н ,

нвч

- фаза сигнала промежуточной частоты на выходе канала 2-5 в нечетные такты;

-1.цеч фаза сигнала промежу- трчной частоты на выходе канала 3-5 в нечетные такты,

а величина разности фаз каналов промежуточной частоты на входе фазометра 8 в четные такты

iAV.

чет

-и - ш

1чет гчет

где

Ч.

лчет

У.

гЧет

-()- Р,--Дф-«-ДМ ,-фаза сигнала промежуточной частоты на выходе канала 2-5 в четные такты;

-фаза сигнала промежу- точной частоты на выходе канала 3-5 в чет- ные такты.

Сигнал на выходе фазометра 8 или (фиг. 2) пр мо пропорционален разности фаз ™ Д нечетные или четные такты соответственно. В нечетные такты из синхронизатора 7 на коммутатор 9 по- л рности сигнала поступают нечетные синхронизирующие импульсы, при этом сигнал на выходе коммутатора 9 пол рности сигнала равен сигналу на выходе фазометра 8, т.е.

и

9неч

и

8 кеч

В четные такты из синхронизатора 7 на коммутатор 9 пол рности сигнала поступают четные синхронизирующие импульсы, при этом сигнал на выходе коммутатора 9 пол рности сигнала равен сигналу на выходе фазомет- ра 8 по амплитуде, но имеет обратную пол рность, т.е.

и

ЗЧвет,

и

Выходной сигнал коммутатора 9 п6- л рности сигнала Ug (фиг. 2) подают на вход интегратора 10. Выходной сигнал коммутатора 9 пол рности сигнала Uj имеет посто нную составл ющую амплитуда U которой зависит от измер емой разности фаз исследуе- Мых сигналов АЯ , и переменную составл ющую , амплитуда AU которой зд- висит от разности набегов фаз в каналах ду .

В результате интегрировани  выходного сигнала коммутатора 9 -пол рности сигнала Ug на выходе . интегратора 10 получают- сигнал

и (фиг. 2), амплитуда которого соответствует амплитуде U тосто н- ной составл кщей выходного сигнала коммутатора 9 noipipHocTH сигнала.

, и - + o2

g. 4pf

Таким образом,

IT - АУнеч - А%ет

102

)-(-дф +.&Y) дф

Следовательно, на выходе интегратора 10 получают сигнал, амплитуда которого /соответствует измер емой разности фаз исследуемых сигналов д ф и не зависит от величины и знака разности набегов фаз Ду в каналах.

Claims (1)

1. Формула изобретени 

   Способ измерени  разности фаз, основанньй на последовательных усилении амплитуды и преобразовании частоты двух исследуемых сигналов раздельно в двух параллельных каналах , при этом автоматически подстраивают частоты гетеродинных колеба- ний, и последующем измерении разности фаз сигналов промежуточной частоты , -при этом преобразуют разность фаз сигналов промежуточной частоты, в сигнал, амплитуда которого зависит

   ВНИИПИ Тираж 747

   Заказ 8522/46 Подпиеаюе

   Филиал ШШ Патент, г.Ужгород, ул.Проектна , 4

   от измер емой разности фаз, отличающийс  тем, что, с целью повышени  точности, периодически коммутируют два исследуемых сигнала на входы параллельных каналов в два такта за период коммутации так, что в нечетные такты первый сигнал поступает на вход первого канала, а второй сигнал-на вход второго канала , в четные такты первый сигнал поступает на вход второго канала а второй сигнал-на вход первого канала , при этом длительности четного и нечетного тактов выбирают равными, затем пол рность сигнала, амплитуда которого зависит от измер емой разности фаз, инвертируют в нечетные либо , четные такты, а в четные либо нечетные такты соответственно сохран ют неизменной , при этом амплитуда сигнала в I нечетные либо четные такты соответствует Лф-ч-йУ, а в четные либо нечетные такты соответственно соответствует АФ- AM , затем амплитуду сигнала интегрируют, при этом амплитуда интегрированного сигнала соответствует Дф , где Дф - измер ема  разность фаз между исследуемыми сигналами; Л f - разность набегов фаз в каналах.

   Фиг I