SU783706A1 - Apparatus for measuring phase difference - Google Patents

Apparatus for measuring phase difference Download PDF

Info

Publication number
SU783706A1
SU783706A1 SU792713034A SU2713034A SU783706A1 SU 783706 A1 SU783706 A1 SU 783706A1 SU 792713034 A SU792713034 A SU 792713034A SU 2713034 A SU2713034 A SU 2713034A SU 783706 A1 SU783706 A1 SU 783706A1
Authority
SU
USSR - Soviet Union
Prior art keywords
input
output
detector
amplitude
switch
Prior art date
Application number
SU792713034A
Other languages
Russian (ru)
Inventor
Игорь Леонидович Ветров
Николай Александрович Грудина
Original Assignee
Севастопольский Приборостроительный Институт
Priority date (The priority date is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the date listed.)
Filing date
Publication date
Application filed by Севастопольский Приборостроительный Институт filed Critical Севастопольский Приборостроительный Институт
Priority to SU792713034A priority Critical patent/SU783706A1/en
Application granted granted Critical
Publication of SU783706A1 publication Critical patent/SU783706A1/en

Links

Landscapes

  • Measuring Phase Differences (AREA)

Description

Изобретение относится к области[измерительной техники и может найти применение в различных фазоизмерительных системах, преимущественно СВЧ диапазона. 5The invention relates to the field of [measuring technique and may find application in various phase-measuring systems, mainly in the microwave range. 5

Известен фазовый детектор, содержащий разветвители и сумматоры СВЧ сигналов, амплитудные детекторы и фазосдвигатели, которые обеспечивают определенные фазовые соотношения меж-‘0 ду входными сигналами. На выходе амплитудных детекторов включается вычитающее устройство. В качестве разветвителей-сумматоров и фазосдвигателей используются направленные ответ- 15 вители> двойные г-образные мосты и другие СВЧ восьмиполюсники £l^j .Known phase detector containing splitters and adders of microwave signals, amplitude detectors and phase shifters, which provide certain phase relationships between -0 to the input signals. At the output of the amplitude detectors, a subtractor is turned on. Directional couplers 15 double g-shaped bridges and other microwave eight-terminal £ l ^ j are used as splitter-adders and phase shifters.

' Основным недостатком таких устройств является зависимость выходного сигнала от-амплитуд входных сигна-20 лов д от амплитудно-частотных характеристик СВЧ элементов.'The main disadvantage of such devices is the dependence of the output signal on the amplitudes of the input signal 20 fishing d on the amplitude-frequency characteristics of the microwave elements.

Эти недостатки приводят к существенному усложнению фаэоизмерительных систем, что в свою очередь снижает 25 диапазонные свойства и увеличивает погрешность измерения.These shortcomings lead to a significant complication of faeo-measuring systems, which in turn reduces 25 range properties and increases the measurement error.

Наиболее близким к настоящему изобретению является устройство, содержащее фазовый коммутатор входного 30 сигнала, сумматор, детектор, фильтр, синхронный детектор, индикатор и схему управления £2}.Closest to the present invention is a device containing a phase switch of the input signal 30, an adder, a detector, a filter, a synchronous detector, an indicator, and a control circuit £ 2}.

Основным недостатком этого устройства является зависимость выходного сигнала от амплитуд входных сигналов и амплитудно-частотных характеристик входных элементов, что ведет к уменьшению точности измерений. Включение в один из входных каналов фазоинвертора и коммутатора усиливает эту зависимость .The main disadvantage of this device is the dependence of the output signal on the amplitudes of the input signals and the amplitude-frequency characteristics of the input elements, which leads to a decrease in measurement accuracy. The inclusion of a phase inverter and a switch in one of the input channels enhances this dependence.

Целью изобретения является повышение точности измерений за счет исключения зависимости выходного сигнала от частоты и амплитуды входных сигналов.The aim of the invention is to improve the accuracy of measurements by eliminating the dependence of the output signal on the frequency and amplitude of the input signals.

Поставленная цель достигается тем, что в устройство, содержащее сумматор, выход которого соединен со входом детектора, блок управления, первый выход которого подключен к первому входу коммутатора, введены два запоминающих блока, два ключа, функциональный преобразователь, вычитающий блок и измеритель отношений, причем управляющие входы первого и второго ключей соединены соответственно со вторым и третьим выходами блока управления, четвертый вход ко дорого подключен к управляющим входам запоминающих блоков, информационные входы которых соединены соответственно с первым и вторым выходами коммутатора, выходы первого и второго запоминающих блоков подключены соответственно к первому и второму входам вычитающего блока, выход которого подключен к первому входу измерителя отношений, второй вход которого соединен с выходом функционального преобразователя, выходы Ключей соединены с соответствуют,ими входами сумматора, выход детектора Подключен ко второму входу коммутатора, третий выход которого соединен с третьим входом функционального преобразователя.This goal is achieved by the fact that in the device containing the adder, the output of which is connected to the input of the detector, the control unit, the first output of which is connected to the first input of the switch, two memory blocks, two keys, a functional converter, a subtracting block and a ratio meter are introduced, and the control the inputs of the first and second keys are connected respectively to the second and third outputs of the control unit, the fourth input is expensively connected to the control inputs of the storage units, the information inputs of which connected respectively to the first and second outputs of the switch, the outputs of the first and second memory blocks are connected respectively to the first and second inputs of the subtracting unit, the output of which is connected to the first input of the relationship meter, the second input of which is connected to the output of the functional converter, the outputs of the Keys are connected to correspond, they adder inputs, detector output Connected to the second input of the switch, the third output of which is connected to the third input of the functional converter.

На чертеже приведена функциональная схема устройства. Оно содержит: Входные ключи 1 и 2, сумматор 3, блок управления 4, детектор 5, коммутатор 6, запоминающие блоки 7 и 8, вычитающий блок 9, трехполюсный функциональный преобразователь 10 и измеритель отношения 11.The drawing shows a functional diagram of the device. It contains: Input keys 1 and 2, an adder 3, a control unit 4, a detector 5, a switch 6, memory blocks 7 and 8, a subtracting unit 9, a three-pole functional converter 10 and a ratio meter 11.

Работа устройства основана на принципе периодической поочередной подачи на нелинейный элемент - детектор входных ригналов и их суммы, запоминания детектированных сигналов й их математической обработке.The operation of the device is based on the principle of periodic alternating supply to a nonlinear element - a detector of input signals and their sums, storing the detected signals and their mathematical processing.

Измерения производятся в три цикла, которые задаются блоком управления 4 .Measurements are carried out in three cycles, which are set by the control unit 4.

В первом цикле открыт входной ключ 1, а к выходу детектора через коммутатор подключен запоминающий блок 7. При квадратичной характеристике детектора с учетом коэффициента Передачи , ключа 1 и сумматора (направленного ответвителя) запоминающий блок 7 фиксирует сигнал пропорциональный квадрату амплитуды входного сигнала, т.е. Ui =Ь(К, Е^ г . Во втором цикле открыт входной ключ 2 и к детектору 5 присоединен запоминающий блок 8, который фиксирует амплитуду сигнала =b ( )^ . В третьем цикле открываются оба входных ключа 1 и 2 и к выходу детектора 5 подключается вычитающий блок 9, на который одновременно подаются сигналы с запоминающих блоков 7 и 8. Во время этого цикла на выходе детектора 5, формируется сигнал, содержащий три слагаемых и равный векторной сумMg входных сигналов (в соответствие с теоремой косинуса). Два слагаемых равны соответственно вышеприведенным значениям U1 и U 2 , а амплитуда третьего равна 2ЬΊ(J, cos^. В вычитающем блоке 9 происходит вычитание первых двух слагаемых, и на его выходе формируется сигнал Ug, = a u1 Ua. cos4>. Одновременно сигналы U и Uj с запоминающих блоков 7 и 8 подаются на трехполюсный функциональный преобразователь 10, который осуществляет перемножение входных сигналов и извлечение квадратного корня. На его Выходе формируется сигнал = а 4 б/11/ Ug.In the first cycle, input key 1 is open, and memory block 7 is connected to the detector output through the switch. With a quadratic detector characteristic, taking into account the Transfer coefficient, key 1, and the adder (directional coupler), memory block 7 captures a signal proportional to the square of the input signal amplitude, i.e. . Ui = b (K, E ^ r. In the second cycle, the input key 2 is open and a memory unit 8 is attached to the detector 5, which fixes the signal amplitude = b () ^. In the third cycle, both input keys 1 and 2 open to the detector output 5, a subtracting unit 9 is connected, to which signals from memory blocks 7 and 8 are simultaneously supplied. During this cycle, a signal is generated at the output of detector 5, which contains three terms and is equal to the vector sum Mg of input signals (in accordance with the cosine theorem). according to the above values of U 1 and U 2 , and the amplitude of the third is 2L (J, cos ^. In the subtracting block 9, the first two terms are subtracted, and the signal Ug, = au 1 U a . Cos4> is generated at its output. At the same time, the signals U and Uj from the memory blocks 7 and 8 are fed to a three-pole functional converter 10, which multiplies the input signals and extracts the square root.A signal = a 4 b / 11 / Ug is generated at its Output.

Обработка сигналов и в измерителе отношения 11 дает на выходы сигнал = a-cos-i5, где а = 2 &Signal processing and in the ratio meter 11 gives the output signal = a-cos-i 5 , where a = 2 &

постоянный коэффициент, который нА зависит как от ампли.туд входных сигналов Εή и Е^, так и от частотных характеристик входных устройств, сумматора и детектора К, ; Кг; Сл ; .a constant coefficient, which depends on the amplitude of the input signals Ε ή and E ^, as well as on the frequency characteristics of the input devices, adder and detector K,; K g ; With l ; .

Таким образом, выходной сигнал не зависит от амплитуды и частоты входных сигналов.Thus, the output signal is independent of the amplitude and frequency of the input signals.

Claims (2)

Изобретение относитс  к области|измерительной техники и может найти применение в различных фазоизмерительных системах, преимущественно СВЧ диапазона. Известен фазовый детектор, содержащий разветвители и сумматоры СВЧ сигналов, амплитудные детекторы и фазосдвигатели, которые обеспечивают определенные фазовые соотношени  меж ду входными сигналами. На выходе амплитудных детекторов включаетс  вычйуающее устройство. В качестве разветвителей-сумматоров и фазосдвигате лей используютс  направленные ответвители двойные Г-образные мосты и другие СВЧ восьмиполюсники 1. Основным недостатком таких устf )oScTB  вл етс  зависимость выходно го сигнала от амплитуд входных сигн лов i от амплитудно-частотных харак теристик СВЧ элементов. Эти недостатки привод т к сущест венному усложнению фазоизмерительны систем, что в свою очередь снижает диапазонные свойства и увеличивает погрешность измерени . Наиболее близким к насто щему изобретению  вл етс  устройство, со держащее фазовый коммутатор входног сигнала, сумматор, детектор, фильтр, синхронный детектор, индикатор и схем управлени  С 2}. Основным недостатком этого устройства  вл етс  зависимость выходного сигнала от амплитуд входных сигналов и амплитудно-частотных характеристик входных элементов, что ведет к уменьшению точности измерений. Включение в один из входных каналов фазоинвертора и коммутатора усиливает эту зависимость . Целью изобретени   вл етс  повышение точности измерений за счет исключени  зависимости выходного сигнала от частоты и амплитуды входных сигналов . Поставленна  цель достигаетс  тем, что в устройство, содержащее сумматор , выход которого соединен со входом детектора, блок управлени , первый выход которого подключен к первому входу коммутатора, введены два запоминающих блока, два ключа, функциональный преобразователь, вычитающий блок и измеритель отношений, причем управл ющие входы первого и второго ключей соединены соответственно со вторым и третьим выходами блока управлени , четвертый вход коidoporo подключен к управл ющим входам запоминающих блоков, информационные входы которых соединени соответственно с первым и вторым выходами коммутатора, выходы первого и вто рого запоминающих блоков подключены соответственно к первому и второму входам вычитающего блока, выход к6горого подключен к первому входу измерител  отношений, второй вход которого соединен с выходом функциоНального преобразовател , выходы Ключей соединены с соответствуюш,ими входами сумматора, выход детектора подключен ко второму входу коммутатора , третий выход которого соединен с третьим входом функционального преобразовател . На чертеже приведена функциональна  схема устройства. Оно содержит: йходные ключи 1 и 2, сумматор 3, блок управлени  4, детектор 5, коммутатор 6, запоминающие блоки 7 и 8 вычитающий блок 9, трехполюсный функциональный преобразователь 10 и измеритель отношени  11. Работа устройства основана на принципе периодической поочередной подачи на нелинейный элемент - детектор входных ригналов и их суммы, запоминани  детектированных сигналов и их математической обработке. Измерени  производ тс  в три цикла , которые задаютс  блоком управлени  4 . в первом цикле открыт входной , ключ 1, а к выходу детектора через коммутатор подключен запоминающий блок 7. При квадратичной характерис тике детектора с учетом коэффициент Передачи К, ключа 1 и сумматора С (направленного ответвител ) запоминающий блок 7 фиксирует сигнал пропорциональный квадрату амплитуды входного сигнала, т.е. U b(, С Е ) Во втором цикле открыт входной ключ 2 и к детектору 5 присоединен запом нающий блок 8, который фиксирует ам плитуду сигнала U Ь { Е ) . В третьем цикле открываютс  оба входн ключа 1 и 2 и к выходу детектора 5 подключаетс  вычитаю)дий блок 9, на который одновременно подаютс  сигна лы с запоминающих блоков 7 и 8. Во врем  этого цикла на выходе детекто ра 5, формируетс  сигнал, содержащи три слагаег ах и равный векторной су м входных сигналов (в соответствие с теоремой косинуса). Два слагаемых равны соответственно вышеприведенны значени м U и U, а амплитуда трет его равна , 1Г. cos-f. В вычитающе блоке 9 происходит вычитание первых двух слагаемых, и на его выходе форушруетс  сигнал 110, и cos4. Одновременно сигналы U и Uj с запоминающих блоков 7 и 8 подаютс  на трехполюсный функциональный преобразователь 10, который осуществл ет перемножение входных сигналов и извлечение квадратного корн . На его выходе формируетс  сигнал U, а4 Ь/Т)/Uj, Обработка сигналов Uix и U в измерителе отношени  11 дает на выходы сигнал , a-cQs-, где а 2 § посто нный коэффициент, который н зависит как от ампли.туд входных сигналов Е и Е, так и от частотных характеристик входных устройств, сумматора и детектора К, ; Ц ; С2. Таким образом, выходной сигнал не зависит от амплитуды и частоты входных сигналов. Формула изобретени  Устройство дл  измерени  разности фаз, содержащее су /платор, выход которого соединен со входом детектора, блок управлени , первый выход которого подключен к первому входу коммутатора , отличающеес  тем, что, с целью повышени  точности, в него введены два запоминающих блока , два ключа, функциональный преобразователь , вычитающий блок и измеритель отношени , причем управл ющие входы первого и второго ключей сое- , динены соответственно со вторым и третьим выходами блока управлени , четвертый вход которого подключен к управл ющим входам запоминающих блоков , информационные входы которых соединены соответственно с первым и вторым выходами коммутатора, выходы первого и второго запоминающих блоков подключены соответственно к первому и второму входам функционального преобразовател  и к первому и второму входам вычитающего блока, выход которого подключен к первому входу измерител  отношени , второй вход которого соединен с выходом функционального преобразовател , выходы ключей соединены с соответствующими входами сумматора, выход детектора подключен ко .второму входу коммутатора , третий выход которого соединен с третьим входом функционального преобразовател . Источники информации, прин тые во внимание при экспертизе 1.Миклашевска  А.В.Автоматические измерители в диапазоне СВЧ. М., „Св зь 1972. The invention relates to the field of | measuring equipment and can be used in various phase-measuring systems, mainly the microwave range. A phase detector is known, which contains microwave splitters and adders, amplitude detectors and phase shifters, which provide certain phase relationships between the input signals. A sampling device is turned on at the output of the amplitude detectors. The splitters-adders and phase shifters use directional couplers, double L-shaped bridges and other microwave eight-pole networks 1. The main drawback of such devices (f) oScTB is the dependence of the output signal on the amplitudes of the input signals i on the amplitude-frequency characteristics of the microwave elements. These shortcomings lead to a significant complication of phase-measuring systems, which in turn reduces the range properties and increases the measurement error. The closest to the present invention is a device containing a phase switch of an input signal, an adder, a detector, a filter, a synchronous detector, an indicator and C 2 control circuits}. The main disadvantage of this device is the dependence of the output signal on the amplitudes of the input signals and the amplitude-frequency characteristics of the input elements, which leads to a decrease in the measurement accuracy. The inclusion of a phase inverter and a switch into one of the input channels enhances this dependence. The aim of the invention is to improve the measurement accuracy by eliminating the dependence of the output signal on the frequency and amplitude of the input signals. The goal is achieved in that the device containing the adder, the output of which is connected to the detector input, the control unit, the first output of which is connected to the first input of the switch, has two storage units, two keys, a function converter, a subtraction unit and a relationship meter, and The first and second key inputs are connected to the second and third outputs of the control unit, respectively; the fourth input is connected to the control inputs of the storage units, the information inputs of which are connections to the first and second outputs of the switch, the outputs of the first and second memory blocks are connected respectively to the first and second inputs of the subtraction unit, the output is connected to the first input of the ratio meter, the second input of which is connected to the output of the keys connected to the corresponding input , their inputs of the adder, the output of the detector is connected to the second input of the switch, the third output of which is connected to the third input of the function converter. The drawing shows a functional diagram of the device. It contains: input keys 1 and 2, adder 3, control unit 4, detector 5, switch 6, storage blocks 7 and 8, subtraction unit 9, three-pole functional converter 10 and ratio meter 11. The device is based on the principle of periodic alternate feed to non-linear the element is a detector of input signals and their sum, memorizing the detected signals and their mathematical processing. The measurements are carried out in three cycles, which are defined by the control unit 4. In the first cycle, the input key 1 is open, and the storage unit 7 is connected to the detector output via the switch. With the quadratic characteristic of the detector, taking into account the transmission coefficient K, key 1 and adder C (directional coupler), the storage unit 7 fixes the signal proportional to the square of the amplitude of the input signal i.e. U b (, C E) In the second cycle, the input key 2 is open and the recording unit 8 is attached to the detector 5, which captures the signal amplitude U b {E). In the third cycle, both input keys 1 and 2 are opened and subtracting the output of detector 9 to the output of detector 5, to which signals from storage blocks 7 and 8 are simultaneously sent. During this cycle, the output of detector 5 produces a signal The term ah and equal to the vector sum of the input signals (in accordance with the cosine theorem). The two terms are equal, respectively, to the above values of U and U, and the amplitude of tert is equal to 1G. cos-f. In subtractive block 9, the first two terms are subtracted, and the signal 110 and cos4 are output at its output. At the same time, the signals U and Uj from the storage units 7 and 8 are fed to a three-pole functional converter 10, which multiplies the input signals and extracts the square root. At its output, a signal U, a4 B / T) / Uj is generated. The processing of the signals Uix and U in meter 11 gives an output signal, a-cQs-, where a 2 is a constant coefficient, which n depends on both amplitude and amplitude. input signals E and E, and on the frequency characteristics of the input devices, the adder and the detector K,; C; C2. Thus, the output signal does not depend on the amplitude and frequency of the input signals. Apparatus of the Invention A device for measuring a phase difference comprising a cp / plator, the output of which is connected to the detector input, a control unit, the first output of which is connected to the first input of the switch, characterized in that, in order to improve the accuracy, two storage units are inserted into it, two the key, the functional converter, the subtracting unit and the ratio meter, the control inputs of the first and second keys are connected to the second and third outputs of the control unit, the fourth input of which is connected to the control inputs of the storage blocks, the information inputs of which are connected respectively to the first and second outputs of the switch, the outputs of the first and second storage blocks are connected respectively to the first and second inputs of the function converter and to the first and second inputs of the reading block, the output of which is connected to the first input of the ratio meter , the second input of which is connected to the output of the functional converter, the outputs of the keys are connected to the corresponding inputs of the adder, the output of the connection detector chen .vtoromu entry to the switch, and the third output is connected to the third input of the functional converter. Sources of information taken into account in the examination 1. A. Miklashevska A.V. Automatic meters in the microwave range. M., “Holy 1972. 2.Авторское свидетельство СССР 114891, кл. G 01 R 25/00, 1957.2. Authors certificate of the USSR 114891, cl. G 01 R 25/00, 1957.
SU792713034A 1979-01-17 1979-01-17 Apparatus for measuring phase difference SU783706A1 (en)

Priority Applications (1)

Application Number Priority Date Filing Date Title
SU792713034A SU783706A1 (en) 1979-01-17 1979-01-17 Apparatus for measuring phase difference

Applications Claiming Priority (1)

Application Number Priority Date Filing Date Title
SU792713034A SU783706A1 (en) 1979-01-17 1979-01-17 Apparatus for measuring phase difference

Publications (1)

Publication Number Publication Date
SU783706A1 true SU783706A1 (en) 1980-11-30

Family

ID=20805290

Family Applications (1)

Application Number Title Priority Date Filing Date
SU792713034A SU783706A1 (en) 1979-01-17 1979-01-17 Apparatus for measuring phase difference

Country Status (1)

Country Link
SU (1) SU783706A1 (en)

Similar Documents

Publication Publication Date Title
EP0200896A2 (en) Digital flow meter circuit and method for measuring flow
SU783706A1 (en) Apparatus for measuring phase difference
EP0261828A1 (en) Microwave network analyser
Engen Determination of microwave phase and amplitude from power measurements
US2596288A (en) High-frequency phase measuring system
SU970262A1 (en) Two-channel phase meter
SU1107068A1 (en) Device for measuring phase shift of four-terminal networks
RU1793392C (en) Reflectivity module and phase meter
JP3036807B2 (en) Reference signal transmission device
JPH0367228B2 (en)
SU1116371A1 (en) Method of measuring humidity of materials and substances
SU1580570A1 (en) Device for measuring cable length
US4001681A (en) Vector voltmeter
JPS58127172A (en) Insulation resistance measuring apparatus for electric line with suppressed stray capacity
SU1781638A1 (en) Meter of s-parameters of line four-terminal network
RU1800384C (en) Two-channel phase meter
SU1187118A1 (en) Multiple-value standard of radiopulse voltage
SU901934A1 (en) Device for measuring phase shift
SU1183917A1 (en) Method of determining phaseamplitude error
Somlo et al. Phase-shift measurements in a standards laboratory environment
SU363043A1 (en) PHASE SHEET MEASURER FOR IMPOSSIBLE FOUR-POLES
SU1128184A1 (en) Device for measuring frequency deviation
SU611160A1 (en) Meter of group time delay of four-pole networks
RU1786447C (en) System for measuring phase-shift angles of current transformers
SU451016A1 (en) Phase meter