SU438940A1 - Цифровой фазометр - Google Patents

Description

I

Изобретение относитс  к области фазоизмерительной техники.

Известны цифровые фазометры, состо щие из входного устройства (высокочастотна  часть), устройства управлени , генератора образцовой частоты, счетчика и выходного (индикаторного ) устройства. Однако они не позвол ют измер ть фазовые сдвиги малых (соизмеримых с шумами) сигналов.

Цель изобретени  - повышение чувствительности цифровых фазометров нрп достаточной точности и простоте схемы. Это достигаетс  нутем нового построени  схемы фазометра с использованием параметрических генераторов во входном устройстве и статистического метода измерени . Применение двух параметрических генераторов в (измерительном и опорном) каналах повышает точность работы входного устройства. В схеме отсутствует промежуточное преобразование фазы во временной интервал. Использование параметрических генераторов в качестве фазовых нуль-органов и отсутствие промежуточного преобразовани  во временной интервал упрощает схему фазометра, а применение статистического метода повышает чувствительность прибора. Предлагаемый фазометр производит измерение фазь в пределах 0+180°.

На чертеже приведена блок-схема фазометра .

Она содержит высокочастотную часть, котора  состоит из двух параметрических генераторов ПГ: измерительного (ИПГ) 1 и опорного (ОПГ) 2, буферных каскадов 3, 4 и 5,

двух фазовых детекторов 6 и 7, модул тора подкачки 8, генератора импульсов подкачки (ГИП) 9, смесител  10, генератора низкой частоты 11, умножител  на два 12, фазовращател  13. Импульсна  часть включает четыре усилител -ограничител  14-17, два инвертора 18 и 19, два логических элемента «И оо-20, «И 01-21, ключ 22, триггер ключа 23, общий счетчик 24, схему распознавани  знака 25, счетчик фазы 26 и индикатор 27.

Фазометр работает следующим образом. Колебани  Una и Uon частотой Q, сдвиг фаз между которыми необходимо измерить, подают на входы ИПГ 1 и ОПГ 2. Кроме того,

колебани  поступают через буферный каскад 5 на смеситель 10, в котором эти колебани  складываютс  с низкочастотными колебани ми частотой V, поступающими от генератора 11. Схема смесител  выполнена таким образом , что исключает в выходном сигнале наличие паразитных гармонических составл ющих. В св зи с этим фаза сигнала на выходе смесител  10 мен етс  линейно относительно фазы высокочастотных колебаний. С выхода смесител  колебани  частотой (u Q+v поступают

на умножитель частоты 12, в котором применены меры дл  подавлени  первой гармоники. С выхода умножител  12 колебани  с частотой 2(й,  вл ющиес  колебани ми накачки, идут на модул тор 8, где модулируютс  импульсами , поступающими от ГИП 9 и периодически запускают ИПГ 1 и ОПГ 2. Генератор 9 генерирует импульсы, положени  которых от периода к периоду низкой частоты v случайны и распределены по равномерному закону.

Радиоимпульсы параметрических колебаний с выходов генераторов 1 и 2 через буферные каскады 3 и 4 поступают на входы фазовых детекторов 6 и 7, на вторые входы которых идут опорные колебани  с выхода смесител  10 через фазовращатель 13, обеспечивающий нормальную работу фазовых детекторов. В зависимости от состо ний параметрических генераторов на выходах фазовых детекторов формируютс  разнопол рные импульсы, которые подаютс  в импульсную часть схемы. На входе ее с помощью усилителей-ограничителей 14, 15, 16 и 17 и инверторов 18 и 19 происходит формирование и разделение импульсов , соответствующих состо ни м «О или «1 дл  ОПГ и ИПГ. Если условно прин ть за начало отсчета фазы точку перехода ОПГ из состо ни  «1 в состо ние «О, то измер ема  фаза будет пропорциональна отрезку между границами перехода «1 и «О у ОПГ и ИПГ. Импульсы с выходов усилителей-ограничителей 14-17 поступают на схемы «И оо-20 и «И о1-21. Схема «И оо-20 вырабатывает импульсы, соответствующие состо нию «О дл  ОПГ и ИПГ и поступающие на схему распознавани  знака. Схема «И 01-21 вырабатывает импульсы, соответствующие состо нию «О дл  ОПГ и «1 дл  ИПГ, поступающие на счетчик фазы 26 и на схему распознавани  знака 25. Заполнение счетчика фазы 26 производитс  за врем , определ емое общим счетчиком 24. Схема распознавани  знака необходима дл  исключени  неоднозначности измерени  фаз в интервале ±180°. При соотношении сигнал - щум, близком к 1 мгновенное значение фазы может

измен тьс  в щироких пределах, что вблизи точек О и 180° может привести к частым переменам знака. Поэтому определение знака, как и измерение фазы, производитс  статистическим методом.

Импульсы со счетчика фазы 26 и схемы распознавани  идут на выходное индикаторное устройство. Запуск схемы и сброс в исходное состо ние происходит по команде «запуск. При этом триггер 23 устанавливаетс  в такое состо ние, при котором ключ 22 открываетс  и импульсы с генератора 9 начинают поступать на общий счетчик и на схему распознавани  знака 25.

Общий счетчик, задающий врем  анализа, рассчитан на количество импульсов, кратное 180, дл  обеспечени  индикации фазы дес тичным числом.

Предмет изобретени 

Цифровой фазометр, содержащий опорный и измерительные каналы, состо щие из усилителей , инверторов, схемы «И, а также ключ, триггер ключа, счетчик фазы, индикатор, отличающийс  тем, что, с целью повыщени  чувствительности и точности фазометра, в опорный и измерительные каналы введены параметрические генераторы, буферные каскады , фазовые детекторы, смесители, генератор низкой частоты, умножитель на 2, модул тор подкачки, генератор импульсов подкачки, фазовращатель, входы параметрических генераторов соединены с входными клеммами фазометра , а выходы через буферные каскады - со входами фазовых детекторов, причем вход параметрического генератора опорного сигнала одновременно через буферный каскад, смеситель подключен к генератору низкой частоты, выход смесител  через умножитель частоты и модул тор подкачки соединен как со входами подкачки параметрических генераторов , так и через фазовращатель - со вторыми входами фазовых детекторов, второй вход модул тора подкачки соединен с генератором импульсов подкачки, а выходы фазовых детекторов соответственно подключены к усилител м-ограничител м и инверторам.

I Oj:UilU cSpOC SanijCK

Импул XHufl смема