SU752185A1 - Фазоизмерительное устройство - Google Patents

Description

1

Изобретение относитс  к фазоизмерительной технике и предназначено дл  измерени  сдвига фаз двух гармонических сигнсшов в радиогеодезических системах.

Известен цифровой фазометр с врем -импульсным преобразованием, содержащий формирующие устройства, триггеры, входы одного из которых соединены с выходами формирующих устройств, делитель частоты, электронные ключи, генератор счетных импульсов, счетчик импульсов, триггер , входы которого соединены с другими выходами формирующих устройств , а также алгебраическим сумматором , входы которого через фильтр нижних частот, последовательно включенные триггеры, св заны с выходами формирующих устройств, а выход сумматора через усилитель посто нного тока соединен со входами формирующих устройств l3 .

Однако известный цифровой фазометр имеет низкую точность измерени  фазового сдвига на высоких час тотах.

Известно также фазоизмерительное устпойство,. включающее преобразователь частоты с опорным и исследуемым каналами преобразовани ,.каждый из которых содержит последовательно. соединенные смеситель и формирователь, причем входы смесителей подключены к выходу гетеродина и к соответствующим входным клеммам преобразовател  и подключенный к выходам преобразовател  цифровой индикатор,

10 состо щий из генератора квантующих импуЛьсов, электронного ключа и счетчика с индикацией 2 .

Цель изобретени  - повышение точности измерени  фазового сдвига.

15

Указанна  цель достигаетс  тем, что в известный фазометр, включающий опорный и исследуемый каналы преобразовани  частоты, каждый, из которых содержит последовательно соеди20 ненные смеситель и формирователь, причем входы смесителей подключены к зажиму гетеродинного сигнала и к соответствующим зажимам опорного и исследуемого сигналов, и подклю25 ченный к выходам каналов преобразовани  частоты цифровой индикатор, введены дополнительный канал преобразовани  частоты, содержащий последовательно соединенные комму30 татор, входы которого подключены

к зажимам опорного и исследуемого сигналов, смеситель, первый вход которого подключен к зажиму гетеродинного сигнала, а второй - к выходу коммутатора, и формирователь, второй коммутатор и триггер, один вход которого через второй коммутатор подключен к выходам опорного и исследуемого каналов преобразовани  частоты, а другой вход - к выходу дополнительного канала преобразовани  частоты, введены также подключенный к выходу триггера формирователь порогового уровн , выход которого соединен с управл ющим входом формировател  исследуемого какала преобразовани  частоты и триггерный делитель частоты, вход которого подключен к выходу формировател  опорного канала преобразовани  частоты, а выход - к управл ющим входам коммутаторов и к управл ющему входу формировател  порогового уровн , достигаетс  также за счет того, что формирователь порогового уровн  выполнен в виде двух электронных ключей, подключенными своими выходами к одной обкладке конденсатора, а управл кедими входами-- к выходам коммутатора, входы ключей iepea резисторы подключены к разнопол рным полюсам источников напр жени ,другие полюса которых объединены и соединены с другой обкладкой конденсатора.

На фиг. 1 представлена функционална  схема фазоизмерительного устройства; на фиг. 2 - функциональна  схема , формировател  порогового уровн .

Фазоизмерительное устройство содержит 1,2 каналы преобразовани  частоты , каждый из которых содержит последовательно соединенные смеситель 3,4 и формирователь 5,6 и подключенный к выходам каналЪв цифровой индикатор 7, дополнительный канал 8 преобразовани  частоты, содержащий коммутатор 9, смеситель 10, формирователь 11. Кроме того, в устройство введены второй коммутатор 12, триггер 13, формирователь 14 порогового уровн  и триггерный делитель 15 частоты.

Фазоизмерительное устройство работает следующим образом.

Опорный Up и исследуемый U сигнлы частоты f поступают на входы смесителей 3,4,10 на вторые входы которых поступает гетеродинный сигнал Uj частоты fj. Сигналы промежуточной частоты, частота которых равна fnp f-fi с выходов. смеситлей 3,4 поступают на формирователи 5,6, которые вырабатывают импульсы начала и конца интервала времени, соответствующие моментам положительных нуль-переходов сигналов промежуточной частоты. Длительность интервла времени, пропорционального измер емому фазовому сдвигу, равна

Э6 2-ДЧ (1)

Где if - измер емый фазовый сдвиг;

пр - промежуточна  частота; At - временной сдвиг импульса начала интервала вреO мени, обусловленный фазовой задержкой сигнала и в смесителе 3 и нестабильностью порогового уровн  формировател  5;

5 1 временной сдвиг импульса конца интервала времени, обусловленный фазовой задержкой сигнала U в смесителе 4 и нестабиль ,.ностью порогового уровн 

формировател  6,

Этот интервал времени измер етс  цифровым индикатором 7. Если фазовые задержки опорного и исследуемого каналов равны, т.е. ut( At2, 5 то, как видно из выражени  (1),

ошибки, вносимые фазовой неидентичностью каналов 1 и 2, взаимно компенсируютс  при формировании интервала времени.

0 При it, f Д 2. по вл етс  ошибка, котора  компенсируетс  временным положением импульса конца интервала времени. Дл  этого сигналы DO и и X через коммутатор 9 подаютс  на 5 исполнительный канал 8 преобразовани  частоты. Коммутаторы 9 и 12 переключаютс  частотой, равной

г.1,

k

0 где k - коэффициент делени  делител  15 частоты.

При этом, когда коммутаторы наход тс  в положении 1, на один вход триггера 13 поступают импульсы, соответствующие моментам положительных нуль-переходов сигнала с выхода формировател  5, а на другой вход - импульсы , соответствующие моментам отрицательных нуль-переходов сигнап ла с выхода формировател  11, триггер 13 формирует импульсы,длительность которых равна . С

t-l -fut-Ati,

кругова  частота;

где At - временной сдвиг импульса , соответствующего моменту отрицательного нуль-перехода входного сигнала.

Когда коммутаторы наход тс  в положенийг 2, то на один вход триггера 13 поступают импульсы, соответствунхцие моментам положительных нуль-переходов сигнала с выхода

формировател  6, а на другой вход импульсы , соответствующие моментам отрицательных нуль-переходов с выхода формировател  11, и триггер

13формирует импульсы, длительность которых равна

а

tor--lut-ut.,.

60 .2

Формирователь 14 порогового уровн  вырабатывает посто нное напр жение, пропорциональное разности длительностей импульсов триггера 13

ic l -cg Ati-utg .

Таким образом, при д t j Atj, согласно выражению (1), ошибки, обусловленные фазовой неидентичностью каналов, взаимно компенсируютс .

Если д tj - д12 , то формирователь

14задает пороговый, уровень с учетом знака рассогласовани  и формирование импульса конца интервала времени происходит раньше момента нуль-перехода исследуемого сигнала uj( (при ) или позже (при д tj д tg ) .

Функциональна  схема формировател  порогового уровн  содержит электронные ключи 16,17, подключенные своими выходами к одной обкладке конденсатора 18,коммутатор 19, выходы которого соединены с управл ю 1ими входами электронных ключей , входы которых через соответствуюсцие резисторы 20, 21 подключены к разнопол рным полюсам источников 22, 23 напр жени , другие полюса которых соединены вместе и подключены к другой обкладке конденсатора 18.

. На вход формировател  порогового уровн  поступают импульсы с выхода триггера 13 с и с. Коммутатор 19 переключаетс  синхронно коммутаторами 9 и 12, при этом ключи 16 и. 17 замыкаютс  на врем , соответствующее длительност м импульсов и CZT конденсатор 18 перезар жаетс . При условии, что сопротивлени  резисторов 20 и 21 и напр жени  источников 22 и 23 равны, на конденсаторе 18 устанавливаетс  нулевое напр жение, если t 1 т. е если фазовые задержки опорного и исследуемого канало1в одинаковы, то выходное напр жение формировател  14 равно нулю, пороговый уровень формировател  б будет нулевым.

Если фазовые задержки различны, то2 1 2 конденсаторе 18 устанавливаетс  напр жение, соответствующее разности Atj -t2C учето знака рассогласовани .

Таким образом, в фазоизмерительном устройстве компенсируютс  временные сдвиги импульсов начала и конца интервала времени и тем самым повышаетс  точность измерени  в целом.

Claims (2)

1.Фазоизмерительное устройство, содержащее опорный и исследуемый

каналы преобразовани  частоты, каждый из которых содержит последовательно соединенные смеситель и формирователь, и подключенный к выходам каналов преобразовани  частоты, цифровой, индикатор , причем первые входы смесителей подключены к гетеродинного сигнала, а вторые - к соответствующим зажимам опорного и исследуемого сигналов, отличающ ее с   тем, что, с целью повышени  точности измерени , в него введены дополнительный канаш преобразовани  частоты, содержащий последовательно соединенные коь мутатор, входы которого подключены к соответствующим зажимам опорного и исследуемого сигналов , смеситель, первый вход которого подключен к зажиму гетеродинного сигнала, а второй - к выходу коммутатора , и формирователь, второй

коммутатор и триггер, один вход которого через второй коммутатор подключен к выходам опорного и исследуемого каналов преобразовани  частоты,

а другой вход - к выходу дополнительного канала преобразовани  частоты , введены также подключенный к выходу триггера формирователь порогового уровн , выход которого соединен с управл ющим входом формировател  исследуемого канала преобразовани  частоты и триггерный делитель частоты , вход которого подключен к выходу формировател  опорного канала преобразовани  частоты, а выход - к

управл ющим входам коммутаторов и к управл квдему входу формировател  порогового уровн .

2.Устройство по П.1, отличающеес  тем, что формирователь

порогового уровн  выполнен в виде двух электронных ключей, подключенных своими выходами к одной обкладке конденсатора, а управл ющими входами - к выходам коммутатора, входы

ключей через резисторы подключены к разнопол рным полюсам источников напр жени , другие полюса которых объединены и соединены с другой обкладкой конденсатора.

Источники информации,

прин тые во внимание при экспертизе

1.Авторское .свидетельство СССР № 369509, кл. G 01 R 25/00, 1973.

2.Смирнов П.Т. Цифровые фазометоы . Энерги , М.-Л.,1974, с. 42.

фиг 1

I

J