SU883789A1 - Фазометр с малым временем обращени к сигналам - Google Patents

Description

(54) йАЗОМЕТР С МАЛЫМ ВРЕМЕНЕМ ОБРАЩЕНИЯ К СИГНАЛАМ

Изобретение относитс  к измерительной технике и может найти применение при измерении фазового сдвига и амплитуд двух высокочастотных нап р жений (в том числе и радиоимпульс ных) при малом (один период) времени обращени  к ним. Известен радиоимпульсный фазометр обладающий малым временем обращени  к сигналам, содержащий блоки ключей и запоминающих элементов, генераторы и низкочастотный фазометр l J. Однако этот фазометр имеет большу фазо-амшгатудную погрешность и не обеспечивает измерение амплитуд вхо ных сигналов. Известен преобразователь амплитуд сигнала (непрерывньго в пропорциональнь1й угол сдвига фаз, в котором с помощью фазовращател  и стабилизатора уровн  формируют опорное напр жение , которое суммируют с измер емым напр жением, а сдвиг фаз опорного И суммарного напр жений измер ют с : помощью фазометра 2. Условие обеспечени  малых динамических погрещностей преобразова-г ни  ограничивает применение преобр зо вател  дл  преобразовани  амплитуды радиоимпульсов в случае, когда дли тельность последних меньше времени установлени  преобразовател . Это  вл етс  недостатком преобразовател , так как исключает его применение в радиоимпульсных фазометрах дл  определени  поправки при коррекции фазоамплитудной погрешности. По технической сущности наиболее близким  вл етс  фазометр радиоимпульсных- сигналов, содержащий низкочастотный фазоизмеритель, ко входам которого подключен двухканальный трансформатор спектра, содержащий генераторы стробирующих и считывам цих импульсов и два измерительных каналаГз . Этот прибор имеет большую фазоамплитудную погрешность и не измер ет уровни входных радиоимпульсов, чт исключает возможность повьшени  точности измерени  фазового сдвига, путем внесени  поправки в показани  фазометра, котора  равна фазо-амплитудной погрешности. Цель изобретени  - повышение точности измерени .. Поставленна  цель достигаетс  тем что в фазометр с малым временем обращени  к сигналам , содержащий фазоизмеритель и трансформатор спект ра, включающий в себ  первый и второй измерительные каналы, каждый из которых состоит из последовательно соединенных блока ключей стробировани , блока зацоминающих элементов, блока ключей считывани  и фильтра нижних частот, причем трансформатор спектра содержит также первый генера тор, выход которого соединен со стро бирующими входами блока ключей стро бировани  обоих измерительных каналов , и второй генератор, выход которого подключен к управл ющему входу блока ключей считывани  первого измерительного канала, дополнительно введены сумматор , стабилйза тор уровн  , фазовращатель и три коммутатора , причем первый вход сумматора соединен с выходом первого измерительного канала, а второйВХОД через третий коммутатор с первым входом фазоизмерител  и вы ходом стабилизатора уровн  одновременно , а вход последнего подключен к выходу второго измерительного кан ла, при этом выход сумматора подсоединен ко второму входу фазоизмер тел , кроме того, выход второго генератора через фазовращатель подсое динен к первому входу первого комму татора, второй вход которого соединен с выходом второго генератора, выход первого коммутатора подключен к -управл ющему входу блока ключей считывани  второго измерительного канала, причем вход первого измерительного канала через второй коммутатар соединен со входом второго из мерительного канала. На чертеже представлена функциональна  схема фазометра. Фазометр состоит из фазоизмерите л  1, ко входам которого через сумматор 2 и стабилизатор 3 уровн  под ключен трансформатор Д спектра, образованный первым 5 и вторым 6 измерительными канапами, первым 7 и вторым 8 генераторами, фазовращателем 9 и первым коммутатором 10. Каждый канал, например 5, содержит последовательно соединенные блок 11 ключей стробировани , блок 12 запоминающих элементов, блок 13 ключей считывани  и фильтр 14 нижних частот. Кроме того, фазометр содержит второй коммутатор 15, соединенный со входами фазометра и входом второго измерительного канала 6, и третий коммутор 16, подключенный ко второму входу сумматора 2 и выходу стабилизатора 3 уровн , а выход фазоизмерител  f подключен к выходу фазометра. Блоки 11-13 содержат одинаковое число, например т, узлов. Каждый узел блока 11 ключей стробировани  соединен измерительным входом со входом трансформатора спектра А, управл ющим входом - с соответствующим, выходом первого генератора 7, а выходом - со входом одноименного запоминающего элемента блока 12 запоминающих элементов. Каждый узел блока 13 ключей считывани  соединен измерительным входом с выходом, соответствующего запоминающего элемента блока 12 запоминающих элементов, упр вл ющим входом - с соответствующим выхо-дом второго генератора 8, а выходомсо входом фильтра 14 нижних частот. В каждом измерительном канале вход- ной высокочастотный сигнал (радиоимпульс ) преобразуетс  в низкочастотный квазинепрерьганьй сигнал следующим образом. После запуска ждущего первого генератора 7 на m его выходах формируютс  m коротких импульсов, сдвинутых во времени друг относительно друга на врем  ( период входного сигнала) и пространствен- . но разнесенных по выходам генератора 7. Под действием коротких импульсов , поступающих на управл ющие входы ключей стробировани  блока 11 ключей стробировани , осуществл етс  дискретизаци  входного сигнала, т.е. из входного сигнала выдел ютс  m мгновенных значений равномерно распределенных в течение одного его периода. Мгновенные значени  входного сигнала запоминаютс  в элементах блока 12 запоминающих элементов в виде посто нных уровней напр жени . Второй генератор 8 вырабатывает m периодических (период Т, который

больше Lj последовательностей импульсов . Импульсы каждой, например г-той, последовательности сдвинуты по фазе относительно предьщущей (}-1) последовательности на 2Т11/т и имеют скважность, равную т. Под действием выходных импульсов второго гнератора 8, поступающих на ключи считывани  блока 3 ключей считывани , запомненные значени  входного сигнала периодически и поочередн подаютс  на вход фильтра 14 нижних частот, с помощью которого ий сформированного описанным вьше образом ступенчато аппроксимированного сигнала выдел етс  перва  гармоника. Амплитуда и фаза напр жени  первой гармоники (выходного сигнала трансформатора 4 спектра) аналогичны соответствующим параметрам входного сигнала трансформатора 4 спектра, частота отличаетс  в Т/Т раз, а д,г7ительность - более, чем в T/tj, раз где t и ТГ соответственно посто нна  запоминани  запоминающего элемента блока 12 запоминающих элементов и длительность входного радиоимпульса трансформатора 4 спектра.

Выходной сигнал второго измерителного канала 6 формируетс  аналогичным образом.

В такте измерени  фазового сдвига (первый такт) коммутаторы наход тс  в положени х, обратных указанным на чертеже. Исследуемые высокочатотные короткие радиоимпульсы, поступающие на входы фазометра, преобразуютс  в трансформаторе 4 спектра в низкочастотные квазинепрерывные напр жени , фазрвый сдвиг которых измер етс  с помощью фазоизмерител  1. Поскольку набеги фаз в сумматоре 2 и стабилизаторе 3 уровн  одинаковы , то измеренное значение 1 фазового сдвига равно искомому V с точностью, определ емой фазо-амплитудной погрешностью фазометра, т..е

4;, ду.

Дл  исключени  фазо-амплитудной погрешности в фазометре предусмотрен режим,ее коррек1щи путем измерени  уровней входных сигналов и внесени  по результатам измерени  уровней соответствующей поправки в результат измерени  фазового сдвига. Если уровень опорного сигнала фазометра фиксирован, то дл  определени  поправки достаточно измерить уровень другого входного сигнала.

В такте коррекции положени  переключателей соответствуют указанным на чертеже. Входной сигнал в измерительных каналах 5 и 6 преобразуетс  в низкочастотные напр жени  на их выходах. Если коэффициенты передачи каналов равны единице, то амплитуды низкочастотных напр жений будут равны амплитуде входного сигнала.

Фазы выходных низкочастотных напр жений трансформатора 4 спектра отличаютс  на угол oL , который задаетс  близким к 90°с помощью фазовращател  9. С помощью стабилизатора 3

уровн  выходное напр женна второго измерительного канала 6 стабилизируетс  по амплитуде, например на уровне UQ,после чего поступает на первый вход фазоизмерител  1 и

сумматора 2, где суммируетс  с выходным напр жением первого измерительного канала 5. Суммарное напр жение с выхода сумматора 2 поступает на второй вход фазоизмерител 

1. Показани  фазоизмерител  I Ф в такте коррекции   амплитуда входного сигнала U,.фазометра св заны соот ношением

UxlUos4M(

(a,/uo)cosoeo- ; О)

Зависимость (1) линейна в достаточно щироком динамическом диапазоне и при градуировке в вольтах (мВ) может быть использована дл  оценки уровн  входного радиоимпульса.

По значению V в фёзонзмерителе 1 определ ют поправку и корректируют результат первого такта измерени  в соответствии с к 4 - uf. Так ; как дЧ), ,(f. Корректированный результат измерени  Фк фазового сдвнга входных сигналов фазометра подают на выход фазометра.

Таким образом, при незначительном усложнении повьш1ена точность фазометра за счет исключени  фазо-амплитудной погрешности и расширены его функциональные возможности за счет обеспечени  измерени  амплитуды короткого радиоимпульса.

55

Claims (3)

1. Формула изобретени 

   Фазометр с малым временем обращени  к сигналам, содержащий фазоизмеритель и трансформатор спектра, включающий в себ  первый и второй измерительные каналы, каждый из которых состоит из последовательно соединенных блока ключей стробировани , блока запоминающих элементов, блока ключей считывани  и фильтра нижних частот, причем трансформатор спектра содержит также первый генера тор, выход которого соединен со стро бирующими входами блока ключей стробировани  обо.их измерительных каналов , и второй генератор , выход которого подключен к управл ющему вход блока ключей считывани  первого измерительного канала, отличающийс  тем, что, с целью повышени  точности измерени , в него дополнительно введены сумматор,стабилизатор уровн , фазовращатель и три коммутатора, причем первый вход сумматора соединен с выходом первого измерительного каналЯ, а второй вход через третий коммутатор - с пер вым входом фазоизмерител  и выходом стабилизатора уровн  одновременно, а вход последнего подключен к выходу второго измерительного канала, при этом выход сумматора подсоединен ко второму входу фазоизмерител , кроме того, выход второго генератора через фазовращатель подсоединен к первому входу первого коммутатора, второй вход которого соединен с выпо.дом второго генератора, а выход первого коммутатора подключен к управл ющему входу блока ключей считывани  второго измерительного канала , причем вход первого измерительного канала через второй коммутатор соединен со входом второго измерительного канала. Источники информации, прин тые во внк1 ание при экспертизе 1.Авторское свидетельство СССР № 488164, кл. G 01 R 25/08, 1975.
2. 2.Авторское свидетельство СССР 178180, кл. G 01 R 25/00, 1967.
3. 3.Авторское свидетельство СССР ff 534700, кл. G 01 R 25/08, 1976.