SU1345137A2 - Фазометр - Google Patents

Abstract

Изобретение может быть использовано дл  измерени  фазовых сигналов. Фазометр содержит два измерительных канала, имеющих соответственно смесители 1, 2, 5, 9, 14, 15, фильтры 3, 4, 6, 10, 13, 16, 18, фазовый детектор 7 с индикатором 8, генераторы 11, 12, 17 опорных частот, частотный детектор 19 и элемент 20 управлени  частотой. Изобретение повышает точность измерений искаженных непре-. рывных и радиоимпульсных сигналов. 2 ил. to (Л N) Cpuc-.f

Description

Изобретение относитс  к радиоизмерительной технике, может быть использовано дл  измерени  фазовых сдвигов непрерывных, радиоимпульсных сигналов и  вл етс  усовершенствованием устройства по авт. св., №561148,

Цель изобретени  - повышение точности измерений (искаженных непрерывных и радиоимпульсных сигналов).

На фиг, 1 приведена схема устройства , на фиг, 2 - упрощенные спектральные диаграммы, по сн ющие работу устройства.

Устройство (фиг, 1) содержит два измерительных канала, состо щих соответственно из последовательно соединенных первых смесителей 1 и 2 и фильтров 3 и 4, второй смеситель 5, выходом соединенный с входом фильтра 6, а входами подключенный к выходам измерительных каналов, выход фильтра 6 соединен через фазовый детектор 7 с индикатором 8, .третий смеситель 9, выход которого соединен через фильтр 10 с вторым входом фазового детектора 7, входы смесител  9 соединены соответственно с выходами первого и второго генераторов 11 и 12 опорных частот, фильтр 13, соединенный выходом со смесителем 1, а входом - со смесителем 14, смеситель 15, вход которого соединен с выходом генератора 12, а выход - с фильтром 16, генератор 17, выходы.которого соединены со

1

35 тр-К-и;о

смесител ми 14 и 15, фильтр 18, соединенный через последовательно соеди- пропорциональное фазовому сдвигу дЧ.

ненные частотный детектор 19 и элемент 20 управлени  частотой генератора с входом генератора 17.

Устройство работает след, образом .

Пусть на входы устройства поступают сигналы с II гармониками (S. фиг о 2):

ьх.

gu,).e |:u.,a(t)

JCiwt -И Ч ,)

j(iwt+i%).

(1)

где L 1, 2, 3, ..,, п,

После перемножени  этих сигналов в смесител х 1 и 2 с напр жени ми опорных 1-енераторов 11 и 12 (S , фиг,2), сдвинутых по частоте на одинаковую величину (дЗ„ с помощью смесителей 14 и 15 с фильтрами 13 и 16, фильтрами 3 и 4 измерительных каналов вьщел ютс  напр жени  разностных

частот (S.J ,

Ч

фиг. 2) при условии

W ;-uJp / 2u, Шр - опорна  частота. Эти напр жени  поступают на входы смесител  5 и из продуктов перемножени  фильтром 6 вьщел етс  напр жение суммарной частоть :

U,U, U и„,и,,.е

Ф П, -f р Т1 и

-.

i,lt-A

+

+ в

m-ii

и

ти4

j(,)

j( 1-14Ч г

i(u),)t+4,-4,,(u),).t + . ,r,),,

гдeлЧ f |- - разность фазовых сдвигов входных, сигналов в каналах. На частоте ij - м.- имеетс  лишь

Г2 ч

одна частотна  составл юща  с разностью фаз дЧ , Кроме того, остальные частотные составл ющие ослабл ютс  полосовым фильтром 6 (Wp и (J

частоты опорных генераторов). Напр жение U подаетс  на первый вход фазового детектора 7, В смесителе 9 перемножаютс  сигналы опорных генераторов 11 и 12, а фильтром 10 вьщел етс  напр жение U , которое подаетс  на второй вход фазового детектора 7, В фазовом детекторе 7 перемножаютс  сигналы Ug и и вьщел етс  напр жение разностной частоты

тр-К-и;о

пропорциональное фазовому сдвигу дЧ.

5

Остальные составл ющие напр жени  Ug с частотами, не равными w - j, при д перемножении с напр жением в фазовом детекторе 7, не образуют спек- тральной сос тавл ющей с нулевой частотой (S , фиг, 2) и фильтруютс  инерционным звеном фазового детектора.

Напр жени  Us и U. перемножаютс  в смесителе 5, а фильтром 18 вьщел етс  напр жение разностной частоты (по первым гармоникам без учета комбинационных от высших гармоник), которое поступает на частотный детектор 19.

Если частота входных сигналов U приближаетс  к частоте, равной

Х, (фиг, 2), то частота сигна0

5 2 ла и

.. (2О-Ш.. - W.. ) стремитс  к ну-Щ1 i,

лю. Тогда в сигнале U, полезные частотные составл ющие с частотой ((Of. - -бОр) искажаютс  наложением помеховых составл ющих, обусловленных воздействием гармоник высшего пор дка, с частотами, отличающимис  от (i - - . ) . Чтобы сохранить требуемый ранос по частоте между частотами ( LO - -СОр) и () сигналов U и U (фиг. 2), с частотного детектора 19 подаетс  сигнал на элемент 20 управлени  частотой генератора, с которого при снижении напр жени , обусловленного уменьшением частоты до порогового уровн , поступает управл ющее напр жение на перестраиваемый генератор 17 - и

17 Таким образом, осуществл етс 

сдвиг опорных частот (о и to,. (S,- , фиг. 2) относительно первой гармоники входной частоты со , и сигналы в измерительных каналах (с частотами

10 - (о и Mr - ) не совпадают по

ч а. частоте. Операци  этого сдвига по

частоте осуществл етс  следующим образом .

В смесител х 14 и 15 перемножаютс  напр жени  и nU . с и„, а фильт а

рами 13 и 16 суммарных частот выдел ютс  сигналы и„ и . Напр жени  и, н и поступают на входы смесителей 1 и 2 измерительных каналов, в результате напр жение на выходе фазового детектора 7 оказываетс  пропорциональным разности фаз лишь первых гармоник измер емых сигналов при перестройке частоты входного сигнала в рабочем диапазоне частот.

Перестраиваемый генератор 17 наиболее просто может быть реализован по схеме ступенчато управл емого напр жением генератора. Это позвол ет использовать в качестве элемента 20 управлени  частотой генератора простейший двухпороговый компаратор, с помощью которого оцениваетс  выходное напр жение частотного детектора 19,

При необходимости возможно расширение рабочего диапазона частот устройства путем использовани  более сложного известного перестраиваемого генератора, частота которого измен етс  пропорционально числу и пол рности управл ющих импульсов.

Введение в известный фазометр частотного детектора, элемента управлени  частотой генератора, перестраиваемого генератора двух смесителей с фильтрами позвол ет повысить точность измерений искаженных непрерывных и радиоимпульсных сигналов, f. поскольку в отличии от известных устройств дополнительна  погрешность измерений, обусловленна  нелинейными искажени ми входного сигнала, может быть снижена до уровн , обусловлен0 ного технически реализуемыми характеристиками подавлени  инерционных звеньев. Причем в отличии от известных методов снижени  этой погрешности в згстройстве отсутствует пред5 варит&льна  фильтраци  входных сигналов (уменьшение входного частотного диапазона), что к тому же невозможно ввиду необходимости обеспечени  данным классом фазоизмерительных

0 устройств безынерционного широкодиапазонного обзора по частоте.

Использование предлагаемого устройства способствует повьшению производительности труда при производ5 стве источников сетчатого пол , генераторов , калибраторов и т.п., снижению себестоимости фазоизмерительных систем за счет упрощени  процесса настройки и учета,дополнительной по0 грешности измерений, обусловленной нелинейными искажени ми.

Claims (1)

1. Формула изобретени 

   с Фазометр по авт. св. № 561148, отличаю щийс  тем, что, с целью повьш1ени  точности измерений , в него введены частотньй детектор , элемент управлени  частотой ге0 нератора, п тый смеситель с фильтром, включенные между вторым входом первого смесител  первого измерительного канала и выходом первого генератора опорной частоты, шестой смеситель с

   с фильтром, включенные между вторым входом первого смесител  второго измерительного канала и выходом второго генератора опорной частоты, перестраиваемый генератор, выход которого

   св зан с вторым входом п того смесител  и вторым входом шестого смесител , а управл ющий вход - с выходом элемента управлени  частотой генератора , вход которого подсоединен к выходу частотного детектора, подключен5

   ного к выходу седьмого фильтра, вход

   которого соединен с выходом второго смесител .

   Л. 0.

   S7

   фи8.2

   ш