SU789888A1

SU789888A1 - Optoacoustic phase meter

Info

Publication number: SU789888A1
Application number: SU792710185A
Authority: SU
Inventors: Николай Сергеевич Пащин
Original assignee: Предприятие П/Я В-8616
Priority date: 1979-01-08
Filing date: 1979-01-08
Publication date: 1980-12-23

Description

1one

Изобретение относитс к фазоизмерительной технике и может быть использовано в радиолокации и контрольно-измерительной технике, а также 5 дл обеспечени калиброванного фазового сдвига в полосе частот.The invention relates to a phase-measuring technique and can be used in radar and instrumentation technology, as well as 5 to provide a calibrated phase shift in the frequency band.

Известен акустооптический фазометр , построенный по принципу компенсационного измерени разности фаз, fo который содержит звукопровод из пьезоактивного материала, на который .нанесены входные преобразователи первого и второго каналов, расположенные один под другим, и выходной многоэле- j ментный преобразователь, состо щий из отдельных пачек, электроды которых , расположенные в первом и втором канале, имеют смещени относительно друг друга, мен ющиес от пачки к 20 пачке вдоль линии выходного преобразовател f ,An acousto-optic phase meter is built, based on the principle of compensating measurement of phase difference, fo, which contains a sound line made of a piezoactive material, on which are placed the input converters of the first and second channels located one below the other, and the output multielement converter consisting of separate packs, the electrodes of which, located in the first and second channels, are displaced relative to each other, varying from pack to 20 packs along the line of the output transducer f,

Недостатками фазометра вл ютс частотна зависимость показаний, св занна с пространственным смещением 25 пачек электродов в выходном многоэлементном преобразователе, и низка точность измерений из-за невозможности получени плавного изменени фазового сдвига.30The disadvantages of the phase meter are the frequency dependence of the readings associated with the spatial displacement of 25 packs of electrodes in the output multi-element transducer, and low measurement accuracy due to the impossibility of obtaining a smooth change in phase shift.

Известен акустооптический фазометр , который содержит звукопровод из пьезоактивного материала с нанесенными на его поверхности входными преобразовател ми первого и второго каналов, расположенными один под другим , звукопоглощающими покрыти ми и выходным преобразователем, выполненным в виде двух решеток, в одной из которых рассто ние между соседними электродами отличаетс от рассто ни между соседними электродами в другой так, что по всей длине выходного преобразовател , количество электродов в каждой из решеток которого более чем в два раза превышает число полупериодов колебаний заполнени радиоимпульса , набег смещени электродов составл ет более одной длины ультразвуковой поверхностной волны р.An acousto-optic phase meter is known, which contains a sound guide from a piezoactive material with input converters of the first and second channels deposited on its surface, arranged one below the other, with sound-absorbing coatings and an output converter made in the form of two grids, in one of which there is a distance between adjacent electrodes differs from the distance between adjacent electrodes in another, so that along the entire length of the output converter, the number of electrodes in each of the gratings of which is more than twice the number of half-periods of oscillations filling the radio pulse, electrode bias raid is more than one ultrasonic surface wave length p.

Недостатком известного устройства вл етс частотна зависимость показаний измерени .A disadvantage of the known device is the frequency dependence of the measurement indications.

.Цель изобретени - расширение частотного диапазона.The purpose of the invention is to expand the frequency range.

Поставленна цель достигаетс тем, что в акустооптический фазометр, содержащий звукопровод с входными преобразовател ми первого и второго каналов , расположенными один под другим , звукопоглощающими покрыти ми, расположенными по торцам звукопровода , и выходным преобразователем, расположенным на звукопроводе и выполненным в виде двух решеток, расположенных одна под другой, количество электродов в каждой из которых более чем в два раза превышает число полупериодов колебаний радиоимпульсов, а рассто ние между соседними электродами одной из решеток отличаетс от рассто ни между соседними электродами другой так, что набег смещени электродов по всей длине выходного преобразовател составл ет более одной длины ультразвуковой поверхностной волны, снабжен регистрирующим прибором, блоком синхронизации и диэлектриком посто нной толщины, имеющим акустический контакт с входными и выходным преобразовател ми и рабочей поверхностью звукопровода, причем скорость акустической поверхностной волны в диэлектрике должна быть выше скорости распространени указанной волны в звукопроводе, выходной преобразователь соединен с входом регистрирующего прибора, управл ющий вход которого соединен с одним из выходов блока синхронизации, второй выход которого соединен с входом входного преобразовател второго канала.This goal is achieved by the fact that the acousto-optic phase meter contains a sound line with input converters of the first and second channels located one below the other, sound-absorbing coatings located on the ends of the sound guide and an output converter located on the sound guide and made in the form of two grids one below the other, the number of electrodes in each of which is more than twice the number of half-periods of oscillations of radio pulses, and the distance between adjacent electrodes one of the gratings differs from the distance between adjacent electrodes of the other so that the electrode offset across the entire length of the output transducer is more than one ultrasonic surface wave length, equipped with a recording device, a synchronization unit and a dielectric constant having an acoustic contact with the input and output transducers and working surface of the duct, and the speed of the acoustic surface wave in the dielectric should be higher than the propagation velocity specified in lny in acoustic line, an output transducer connected to an input of the recording device, the control input of which is connected to one of the outputs of synchronizing unit, a second output coupled to an input of the input transducer of the second channel.

На фиг. 1 изображено схематическое построение звукопровода с преобразовател ми и слоем диэлектрика; на фиг. 2 - схема измерени разности фаз импульсных радиосигналов.FIG. 1 shows a schematic construction of a chimney with converters and a dielectric layer; in fig. 2 is a diagram of measuring the phase difference of pulsed radio signals.

Акустооптический фазометр состоит из эвукопровода 1, входных преобразователей первого 2 и второго 3 каналов , вЕ ходного преобразовател 4, звукопоглощающих покрытий 5, диэлектрика б посто нной толщины, регистрирующего прибора 7 и блока 8 синхронизации .The acousto-optic phase meter consists of an evukoprovod 1, input converters of the first 2 and second 3 channels, an output converter 4, sound-absorbing coatings 5, a dielectric of constant thickness, a recording device 7 and a synchronization unit 8.

Устройство работает следующим образом .The device works as follows.

На выходные преобразователи 2 и 3 первого и второго каналов подают радксиг .-шудьсы, между которыми необходимо определить разность фаз. Входные преобразователи 2 и 3 под действием возникающего между электродами электрического пол возбуждают в каждом из каналов акустические поверхностные волны, имеющие равные амплитуды и распростран ющиес вдоль звукопровода к выходному преобразователю. Сигналы акустических поверхностных волн, измеренные на одинаковом рассто нии от входных преобразователей, сдвинуты по фазе на величину, равную сдвигу фаз напр жений, питающих входные преобразователи. На выходном преобразователе 4, охватывающем оба акустических канала, акустические поверхностные волны каждого из каналовOn the output transducers 2 and 3 of the first and second channels, radix-sudsy are supplied, between which it is necessary to determine the phase difference. The input transducers 2 and 3 under the action of an electric field arising between the electrodes excite acoustic surface waves in each of the channels, which have equal amplitudes and propagate along the conduit to the output transducer. Acoustic surface wave signals, measured at the same distance from the input transducers, are phase shifted by an amount equal to the phase shift of the voltages feeding the input transducers. On the output transducer 4, covering both acoustic channels, acoustic surface waves of each of the channels

вновь преобразуютс в электромагнитные и суммируютс .again converted to electromagnetic and summed.

Пространственное смешение электродов одного канала относительно электродов другого, мен ющеес по длине выходного преобразовател , создает дополнительный фазовый сдвиг между восстановленными сигналами, поэтому амплитуда суммарного сигнала зависит как от входной разностифаз, так и от места расположени регистрирующих электродов в выходном преобразователе .The spatial mixing of the electrodes of one channel relative to the electrodes of the other, varying along the length of the output converter, creates an additional phase shift between the recovered signals, therefore the amplitude of the sum signal depends on both the input phase difference and the location of the recording electrodes in the output converter.

Разность фаз, равную It, определ ют регистрирующим прибором 8 по отсутствию суммарного сигнала на какойлибо паре электродов в выходном преобразователе 4 по его временной зависимости . Дл однозначности отсчета осуществл ют запуск калиброванной временной развертки регистрирующего прибора 8 в момент времени, когда сигналы акустической поверхностной волны достигают выходного преобразовател . Неизвестный фазовый сдвиг между входными сигналами определ ют через величину сдвига фаз, обусловленную пространственным смещением тех электродов в выходном преобразователе , где регистрируют отсутствие суммарного сигнала. Синхронизацию работы устройства обеспечивает блок 8 синхронизации.The phase difference, equal to It, is determined by the registering device 8 by the absence of the sum signal on any pair of electrodes in the output transducer 4 according to its time dependence. For unambiguity of reference, a calibrated time sweep of the recording device 8 is started at the time when the signals of the acoustic surface wave reach the output transducer. The unknown phase shift between the input signals is determined by the magnitude of the phase shift caused by the spatial displacement of those electrodes in the output transducer, where the absence of the sum signal is recorded. The synchronization of the device provides a block of 8 synchronization.

При изменении частоты входных сигналов наличие сло диэлектрика 6 приводит к изменению величины фазовой скорости акуст1-2ческих поверхностных волн, причем в силу линейной частотной зависимости скорость измен етс в соответствующей пропорции, что сохран ет все фазовые соотношени и обеспечивает независимость показаний фазометра от частоты.When the frequency of the input signals changes, the presence of a dielectric layer 6 leads to a change in the magnitude of the phase velocity of acoustical surface waves, and due to the linear frequency dependence, the velocity changes in an appropriate proportion, which preserves all phase relations and ensures frequency meter readability.

Предлагаемый акустооптический фазометр позвол ет расширить диапазон частот дл пр мых измерений благодар введению диэлектрика, обеспечивающего зависимость скорости распространени акустической поверхностной волны от частоты, и снизить стоимость устройства за счет возможности изготовлени фазометра на непьезоактивно звукопроводе.The proposed acousto-optic phase meter allows to expand the frequency range for direct measurements due to the introduction of a dielectric, which provides the dependence of the propagation speed of the acoustic surface wave on the frequency, and reduce the cost of the device due to the possibility of fabricating a phase meter on a non-piezo sound tube.

Claims

Invention Formula

Acousto-optic phase meter, containing a sound line with input converters of the first and second channels located one below the other, sound-absorbing coatings located along the ends of the sound guide and the output converter located on the sound guide and made in the form of two grids located one under the other, the number of electrodes in each of which more than twice the number of half cycles of oscillations of radio pulses, and