SU868627A1 - Цифровой фазометр - Google Patents

Description

1

Изобретение относитс  к радиоизмерительной технике и может найти применение в радиоприемных устройствах радиолокации и радионавигации .

Известен цифровой фазометр, используемый в радиоизмерительной технике П).

Недостатком этого фазометра  вл етс  то, что при измерении фазы на высоких частотах невозможно измерить временные сдвиги фазы меньшие,чем период частоты следовани  счетных импульсов. Повышение частоты следовани  импульсов, а также уменьшение . их длительнос и, влечет за собой необходимость применени  высокочастотных счетчиков импульсов - сложных, дорогих и малонадежных приборов.

Наиболее близким по технической сущности к предлагаемому  вл етс  цировой радиоимпульсный фазометр с посто нным измерительHI.IM временем, содержащий первый и второй детекторы

нулевых значений сигналов, измерительный триггер, блок совпадений, врем задающий блок совпадений, генератор счетных импульсов и два амп литудных детектора. Фазовые импульсы , сформированные с помощью детекторов нулевых значений сигналов и измерительного триггера, так что длительность импульсов.пропорциональна разности фаз, в блоке совпадений заto полн ютс  счетными импульсами и на интервал времени подаютс  на счетчик импульсов через врем задающий блок совпадений, с помощью которого определ етс  фазовый сдвиг сигнаIS лов 23.

Claims (2)

1. Недостатком устройства  вл етс  невозможность измерени  разности фаз при фазовом импульсе меньшим (по дли тельности) периода час 1оты следоваX ни  счетных импульсов, поступающих с генератора. При измерении фазовых сдвигов на частотах, например 10 МГц, с точностью 1 частота счетных им- . пульсов должна быть в 360 раз выше, т.е. 3600 МГц. Реализаци  счетчиков импульсов на такие частоты весьма сложна и требует больших затрат. Цель изобретени  - расширение диапазона рабочих часто-т и повышение точности измерени . Поставленна  цель достигаетс  тем что в цифровой фазометр, содержащий первый и второй усилители-ограничители , последовательно соединенные че рез первый и второй детекторы с первым и вторым входами триггера фазы соответстБенно, и счетчик импульсов,, введены лини  задержки, устройства уменьшени  и yвeл гчeни  длительности импульса, формирователь селектор, усилитель, первый и второй коммутаторы , дополнительный счетчик импульсов , триггер периода,арифметический и управл ю1ций блоки, причем выходы триггеров фазы и периода соединены с первым входом селектора и с последовательно соединенными между собой в кольцо устройством уменьшени  длительности импульса, линией задержки усилителем и устройством увеличени  длительности импульса, кроме того, выход усилител  через формирователь подключен ко второму входу селектора и ко входу второго коммутатора, выходы которого подсоединены ко входам счетчиков импульсов , а выходы счетчиков подключены к соответствующим входам арифметического блока, при этом вход периода подсоединен к первому входу триггера ф зы, а выходы первого коммутатора под ключены Kd входам первого и второго усилителей-ограничителей, причем си хронизирующие входы триггеров, управл ющие входы коммутаторов и ариф метического блока подключены к соот ветствующим выходам управл ющего бл ка, вход которого подключен к выход селектора. На чертеже представлена блок-схе цифрового фазометра. Цифровой фазометр содержит первы коммутатор 1, усилители-ограничител 2 и 3, первый и второй детекторы 4 и 5, триггер 6 фазы, устройство 7 уменьшени  длительности импульса, линию 8 задержки, усилитель 9, устройство 10 увеличени  длительности импульса, формирователь 11, селектор 12, второй коммутатор 3, первы и второй счетчики 14 и 15 импульсо триггер 16 периода, арифметический 74 блок 17 и блок 8 управлени . В качестве формировател  11 может быть использован фантастрон, с выхода которого поступают импульсы одинаковой длительности, не завис щей от длительности запускающего фантастрон импульса. Устройства 7 и 10 уменьшени  и увеличени  длительности импульса могут быть выполнены, например, в виде транзисторных каскадов, наход щихс  в исходном состо нии дл  уменьшени  длительности импульса в режиме насыщени , а дл  увеличени  длительности и -1пульса - в режиме отсечки. Эффект уменьшени  длительности достигаетс  благодар  тому, что транзистор наход щийс  в режиме глубокого насьвдени , после прихода запирающего импульса запираетс  с запаздыванием на врем  Т.р , которое необходимо на рассасывание неосновных носителей в базе транзистора . Следовательно, передний фронт-импульса на выходе устройства 7 уменьшени  длительности по вл етс  с запаздыванием на врем  То . Если тран , зистор находитс  в исходном состо нии в режиме отсечки, то входной отпирающий импульс переводит транзистор в режим насьш ени  и транзистор запираетс  после окончани  иг-шульса только через врем  . , необходимое дл  рассасывани  основных носителей. Таким образом, длительность импульса увеличиваетс  на Ypn. Фазометр работает следующим образом . С выходов коммутатора 1 входные сигналы подаютс  на усилители-ограничители 2 и 3. Усиленные и ограниченные сигналы поступают на детекторы 4 и 5, которые выбирают импульсы, соответствующие моментам перехода входных сигналов через нулевые значени . При этом формируютс  импульсы, соответствующие только тем нулевым значени м, при которых входное напр жение переходит от положительного полупериода к отрицательному, т.е. через промежутки времени, соответствующие периоду входного напр жени . Эти импульсы поступают на входы измерительных триггеров 6 и 16 фазы и периода. После прихода на синхронизирующий вход триггера 6 синхронизирующего импульса на его выходе по вл етс  импульс, длительность которого равна фазовому сдвигу между входными сигналами . Этот импульс поступает одновремен но на вход устройства 7 уменьшени  длительности импульсов и на первый вход селектора 12, на выходе которог по вл етс  импульс, поступающий на вход управл ющего блока 18, а послед ний вырабатывает сигнал, запрещающий работу измерительных триггеров. На выходе устроства 7 уменьшени  длительности импульса по вл етс  импуль длительность которого меньше на ир Этот укороченный импульс поступает на вход линии 8 задержки, в которой он задерживаетс  на врем  Tj, больше или равное длительности периода исследуемого сигнала. Затем импульс че рез усилитель 9, который компенсирует потери по амплитуде в линии задержки , поступает на вход устройства 10 увеличени  длительности импуль са, где импульс увеличиваетс  по дли тельности на величину Up При ip- на выходе устройства 10 увеличени  длительности импульса, импульс уменьшаетс  на величину равную fllir Тр ripri и поступает на вход устрой ства 7 уменьшени  длительности импульса . Затем цикл работы повтор етс В следующем цикле длительность им пульса еще раз укорачиваетс , при этом он меньше на 2 ДТ. После п циклов длительность измер емого импуль са (iy, ) меньше величины Рр. Лри этом с выхода устройства 7 уменьшени  длительности импульса импульс не сможет по витьс , В каждом цикле импульс с выхода усилител  9 поступает на вход формировател  11, который вырабатывает счетный импульс длительность которого меньше или равна времени задержки в линии 8 задержки . Счетные импульсы поступают на вто рой вход селектора 12 длительности, который запрещает срабатывание триггеров 6 и 16. Одновременно счетные им пульсы поступают на вход второго коммутатора 13, с одного из выходов которого они поступают на счетный вход первого счетчика 14, подсчитывающего количество циклов прохождени  импульса , несущего информацию о фазе по кольцу устройств 7-10. Если по истечении времени равного и на втором входе селектора 12 длительности импульс не по вл етс , а на выходе селектора 12 длительности по вл етс  им пульс, который поступает на вход управл кнцего блока 18, который вырабатывает импульс синхронизации, посту76 пающий на синхрснизирунмций вход триггера 16 периода, и управл ющий импульс - на второй коммутатор 13. Последний подключает вход второго счетчика 15 к выходу формировател  1.1. При поступлении импульса на синхронизирующий вход триггера 16 периода последний вырабатывает импульс, длительность которого равна периоду исслед-уемрго сигнала. Этот импульс поступает на вход устройства 7 уменьшени  длительности импульса и начинаютс  циклы измерени  длительности импульса периода п Оии отличаютс  от процесса измерени  длительности импульса фазы тем, что счетные импульсы , соответствующие количеству циклов измерени , фиксируютс  сче1чиком 15. В момент окончани  измерени  длительности 1- на выходе селектора 12 длительности по вл етс  второй импульс, который поступает на вход блока 18 управлени , вырабатывающего сигнал управлени  на вход арифметического блока 17, и синхронизирующий импульс, поступающий на синхронизирующий вход триггера 6 фазы. Если сдвиг фазы между опорным и измер емыми сигналами меньше, полупериода опорного сигнала, управл ющий блок вырабатывает импульс , который поступает на управл ющий вход первого коммутатора I, который мен ет входы сигналов на измерительных триггерах. При этом происходит измерение сдвига фаз равного . После измерени  периода. опорного сигнала и сдвига фаз арифметическое устройство 17 производит операцию 1/ , где пит - число циклов при. измерении длительности ;. импульсов триггеров фазы и периода соответственно . При этом арифметический блок опреел ет отсчет угла сдвига фазы в граусах . Так как измерение длительности мпульса сдвига фазы и длительности периода сигналов производитс  одной и той же цепью, т.е. с одинаковой погрешностью , величина ее полностью исключаетс  при выполнении арифметической операции. Благодар  формированию счетных импульсов длительностью 0,5 1 1 МКС, счетчики выполнены низкочастотными до 10 МГц нг широко примен емых микросхемах серии 155. Величина уменьшени  длительности ut регулируетс  в широких пределах от дес тков микросекунд до долей наносекунды на широко примен емых транзисторах типа МП 1 ОБ и 2П902А. При этом длительность импульса формировател  11 устанавливаетс  равной 1 МКС при л Т 0,5 не. Таким образом, получена возможность измер ть сдвиг фазы радиоимпульсов с частотой заполнени  50 МГц с точностью до 1 С применейием широ ко примен емых дешевых радиоэошментов . Формула изобретени  Цифровой фазометр, содержащий пер вый и второй усилители-ограничители последовательно соединенные через пе вый и второй детекторы с первым и вторым входами триггера фазы соответственно , и счетчик импульсов, отличаю, щийс  тем, что, с целью расширени  диапазона рабочих частот и повышени  точности измерени , в фазометр введены лини  задерж ки, устройства уменьшени  и увеличени  длительности импульса, формирователь , селектор, усилитель, первый и второй коммутаторы, дополнительный счетчик импульсов, триггер периода, арифметический и управл ющий блоки. причем выходы триггеров фазы и периода соединены с первь1м входом селектора и с последовательно соединенными между собой в кольцо устройством уменьшени ..длительности импуль са, линией задержки, усилителем и устройством увеличени  длительности импульса, кроме.того, выход усилител  через формирователь подключен ко второму входу селектора и ко входу второго коммутатора, выходы которого подключены ко входам счетчиков импульсов , а выходы счётчиков подсоеди иены к соответствующим входам арифметического блока, при этом вход триггера периода подсоединен к первому входу триггера фазы,, а вцходы первого коммутатора подключены ко входам первого и второго усилителей-ог раничителвЙ5 причем синхроиизкр-уюшдге входы триггеров, управл ющие вхсдь KONMyTaTopOB и арифметического блока подключены к соответствующш- выходам управл ющего блока, вход которого подключен к выходу селектора Источники информации, прин тые во внимание при экспертизе 1.Авторское свидетельство СССР № 465598, кл, G 01 R 25/00, 1975,
2. 2.Авторское свидетельство СССР I, 585456., кл, G 01 R 25/00, 1977,