SU578625A1 - Цифровой измеритель разности фаз радиосигналов за один их период - Google Patents

Description

1

Изобретение относитс  к области измерительной радиотехники и может быть использовано в тех област х техники и экспериментальной физики, где требуетс  производить оперативные измерени  разности фаз импульсных или непрерывных радиосигналов при глубоких (примерно на два пор дка) и случайных флуктуадп х амплитуды.

Известные промышленные фазометрические установки, содержащие два обострител , формирователь, измерительный триггер, генератор пачек и счетчик фазы (налример, фазометр типа Ф2-4), позвол ют измер ть разность фаз непрерывных сигналов, причем точность этих приборов соответствует паспортным данным при условии, если уровни входных сигналов различаютс  не более, чем на 10-20% 1.

Однако промышленные фазометры не приспособлены дл  измерени  разности фаз имлульсных сигналов. Кроме того, они имеют СЛИШКОМ большое врем , необходимое дл  одного измерени , которое дл  р да практических измерительных задач становитс  неприемлемым (например, фазометр Ф2-4 Имеет врем  одного измерени  пор дка нескольких секунд).

Цель изобретени  - повышение точности измерени  разности фаз за один период.

Дл  этого на входе формирователей включены нормируюш,ие амплитуды сравниваемых радиосигналов обострители, открываемые сигналом с выхода первого эле.мента задержки сигнала запуска на врем , равное периоду входных радиосигналов, при этом один из формирователей импульсов выполнен управл емым по пени обратной св зи, в состав которой вход т последовательно соединенные второй элемент задержки, ,ествл ю1щп 1 задержку выходного нмнульса этого формировател  на врем , меньшее периода вход 1Ы радиосигналов, и формирователь мопоимпульса , синхронизированный сигналом запуска , а выходной сигнал измерительного триггера подан на генератор пачки импульсов , выход которого соединен со счетчиком импульсов (фазы).

При использовании в промышленности предложенного цифрового измерител  разности фаз радиосигналов за один их период прежде всего зачитываютс  его высока  разрешающа  способность, открывающа  широкие потенциальные возмол ности повышени  точности измерений за малый промежуток времени , удобство отсчета и регистрации результата измерени .

Новым полезным эффектом изобретени   вл етс  сокращение погрешности измерени , обусловленной наличием помех в исследуемых радиосигналах.

На чертеже изображена структурна  электрическа  схема предложенного цифр01вого измерител  разности фаз радиосигналов за один их период.

Работа фазометра радиосигналов происходит следуюндим образом.

Синхроимпульсом, поступающим от внешнего импульсного генератора на вход 1, запускаютс  м льтивибратор 2 задержки запуска обострителей (длительность импульсов равна 4 мксек) и триггер-селектор 3 моноимлульса , в момент переброса которого открываетс  схема управл емого формировател  4 сигнала включени  измерительного триггера 5. Задним фронтом импульса мультивибратора 2 запускаетс  м)льтивибратор 6 включени  обострителей. На врем  22 с (длительность импульса мультивибратора 6) подаетс  питание на схемы первого 7 и второго 8 обострителей. В течение этого времени на выходе каждого из обострителей будет сформировапо 4-5 узких импульса (длительность 0,3 мксек) стандартной амплитуды, моМенты по влени  которых совпадают с моментами прохождени  уровней входных сигналов (подаютс  от внешнего датчика на входы 9 и 10) через нуль. Поскольку фазометр предназначен дл  измерени  разности фаз двух случайных сигналов, амплитуды которых могут сильно различатьс , то точность работы обострителей в основном будет определ ть точность измерени  разности фаз. Схемы обострителей имеют фазоамплитудную зависимость, не превышающую 4° при измерении амплитуды сигналов на выходах 9 и 10 на два пор дка (минимальный входной сигнал, при котором точность измерени  разности фаз Фа будет не хуже 1,5%, равен 0,26). Первый нмпульс, по вившийс  на входе формировател  4, включает измерительный триггер 5, а также мультивибратор задержки И, который вырабатывает импульс длительностью 2 мксек. Задним фронтом импульса этого мультивибратора по св зи 12 триггер-селектор 3 моноимпульса переключаетс  в исходное состо ние; при этом формирователь 4 становитс  нечувствительным к сигналаМ обострител  7. Така  схема селекции единственного импульса, обеспечивающа  однократное включение измерительного триггера 5 в каждом цикле измерений, исключает ложные перебросы этого триггера от импульсных помех. Формирователь 13 сигнала выключени  измерительного триггера 5 пропускает все 4-5 импульсов обострител  8. Этим достигаетс  наделшость выключени  измерительного триггера 5, который вырабатывает импульс стандартной амплитуды , длительность которого линейно зависит от разности фаз измер емых сигналов. Длительность импульса триггера следующим образом св зана с измер емой разностью фаз. Ф 360° 7 4,65 мксек-период сигналов частоты 215 КГц;

т - длительность сигнала.

Измерительный триггер представл ет собой быстродействующуго схему на туннельном диоде с разрептаюищм временем 50- 60 сек.

Импульс триггера используетс  дл  управлени  ждущим генератором 14 пачки, который ос)ществл ет операцию линейного преобразовани  длительности управл ющего импульса в число импульсов стандартной амплитуды t-f. A(, ). Максимальна  длительность импульса измерительного триггера То ™ 4,65 мксек преобразуетс  в число импульсов Л/ма с бо. Следовательно цена одной счетной единицы соответствует абсолютному сдвигу фаз измер емых сигналов, равному 6°, что дает относительную точность измерени  фаз (Фа), примерно 1,5%. Управл емый генератор 14 пачки возбуждаетс  на частоте 13 мГц. Импульсы генератора формируютс  и по св зи 15 подаютс  на запуск быстродействующего щестиразр дного двоичного счетчика 16 фазы. Информаци  об измеренной разности фаз имеет на выходе 17 и хранитс  на триггерах счетчика до окончани  регистрации, которое наступает в момент подачи импульса сброса на вход 18 от внешнего импульсного генератора. Следует заметить, что максимальную разность фаз фмакс збО° фазометр измер ет за врем , не превышающее 4,65 мксек. Фазометр представл ет собой быстродействующий цифровой измеритель разности фаз радиосигналов за один их период (частота запуска по входу 1 может достигать нескольких кгц, относительна  точность измерений примерно 1,5%).

Форм у Л а изобретени 

Цифровой измеритель разности фаз радиосигналов за один их период, содержащий измерительный тр-иггер, входы которого соединены с выходами формирователей импульсов из входных сигналов, генератор пачки импульсов и счетчик импульсов, а также цепь

сигнала запуска, отличающийс  тем, что, с целью повышени  точности измерени  разности фаз за один период, на входе формирователей включены нормирзющие амплитуды сравниваемых радиосигналов обострители , открываемые сигналом с выхода первого элемента задержки сигнала запуска на врем , равное периоду входных радиосигналов, при этом один из формирователей импульсов выполнен управл емым по цепи обратной

св зи, в состав которой вход т последоват .ельно соедннешгые второй элемент задержки , осуществл ющий задержку выходного импульса этого формировател  на врем , Metibmee иериода входных радиосигналов, и формирователь моноимпульса, сиихронизированный сигналом запуска, а выходной сигнал измерительного триггера подан на генератор

иачки импульсов, выход которого соединен со счетчиком импульсов (фазы).

Источники информации, прин тые во внимание при экспертизе

1. Смирнов П. Т. Цифровые фазометры Л., «Энерги , 1974, с. 15-17, рис. 6.