Устройство для измерения разности фаз двух когерентных сигналов Советский патент 1983 года по МПК G01R25/00 

Изобретение относится к измерительной технике и может быть исполЬ зовано одновременно для измерения в одном канале разности фаз и затухания исследуемого сигнгша.

Наиболее близким к изобретению по технической сущности является устройство, в котором исследуемый сигнал пропускают через фазовый манипулятор, реализованный частотно-избирательной цепью, перестраиваемой по высоте, затем его суммируют с опорным сигналом и данную сумму детектируют детектором П.

Для того, чтобы данное устройство обеспечивало измерение разности фаз в исследуемый канал необходим аттенюатор порядка 20 - 40 дБ .в зависимости от заданной точности ), Наличие этого аттенюатора вытекает из условия, что амплитуда исследуемого сигнала как минимум должна быть на порядок меньше опорного сигнала, что значительно сужает амплитудный динамический диапазон исследуемого сигнала. Кроме того, данное устройство не позволяет одновременно с 1змерением разности фаз измерять затухания исследуемого объекта.

Целью изобретения является рас дмрение функциональных возможностей за счет одновременного обеспечения измерения разности фаз н затуханий, BHocHN&iix исследуеьшм объектом в расширенном амплитудном динамическом диапазоне.

Поставленная цель Достигается тем, что в устройство для измерения

10 разности фаз двух когерентных сигналов, состоящее из последовательно соединенных генератора СЕЧ, исследуемого четырехполюсника и первого фазового манипулятора, а также де15тектора, осциллографа, генератора прямоугольных импульсов и фильтра нижних частот, причем модулирующий вход фазового манипулятора соединен с выходом генератора прямоугольных

20 импульсов, а выход генератора СЕЧ соединен также с входом детектора, введены второй фазовый манипулятор, полосовой фильтр, синхронный детектор, делитель частоты, причем второй

25 фазовый манипулятор соединен последовательно с первым, а модулирующий его вход соединен с выходом гене- . ратора прямоугольных импульсов через делитель частоты, при этом выход вто30рого фазового манипулятора соединен с последовательно соединенными детектором, полосовым фильтром и синх ронным детектором, гетеродинный вхо которого соединен с выходом генератора-прямоугольных импульсов, а выход синхронного детектора через фильтр нижних частот соединен с вхо дом осциллографа. На чертеже приведена структурная схема устройства. Устройство содержит фазовые манипуляторы 1 и 2 детектор 3, полосо вой фильтр 4, синхронный детектор 5 фиЪьтр б нижних частот, осциллограф 7, генератор 8 прямоугольных импуль сов , делитель 9 частоты на , гене ратор 10 синусоидального СВЧ-сигнала, испытываеьФлй четырехполюс- . - ник 11. Сигнал на выходе исследуемого четырехполюсника 11: ( + , где АО - амплитуда СВЧ-генератора 1 Кх - коэффициент, характеризующий затухание четырехполюс ника 11; Чх - фазовый сдвиг, вносимый че тырехполюсником 11. Для измерения фазового сдвига ко герентных сигналов сигнал V пропускают через фазовый манипул тор 1, который в процессе измерения с частЪтой F-f принимает дискретные фазовые состояния 0°, 180. Затем этот промодулированный сигнал пропускают через второй фазовый модулятор 2, который в процесЪе измерения с частотой принимает дискретные фазовые состояния о°, 90. Затем после сложения с опорным сигналом V2 суммарный сигнал детектируется детектором 3. Сигнал на выходе первого фазового манипулятора 1 можно записать: oiti-l Л(о при J (Wgt + ifJ .-- ,, - частота генератора 8. Сигнал на выходе второго фазовог манипулятора 2 с учетом того, что сюда же поступает сигнал с выхода генератора 10 следующий: Oiti ApCosu; i+/ jj|c cos(WoH«fJ . .(u,) f , Т. ,,(Wgt44J o.ii - -C -t A CosuJot-Vx HV x) где Tn Амплитуда сигнала на выходе квадратичного детектора 3: J Сигнал на выходе квадратичного детектора после полосового фильтра 4i 04t4 4/ 2i; cosft,3 n4/P : t T,, где « 2JfF Сигнал на выходе синхронного детектора 5 после фильтрации фильтром 6 нижних частот имеет вид: 2. . Т, « 4Aj4c cos f, , 0., t,4/(1(s4nV, , Из полученного конечно го выражения видно, что фаза может быть измерена как. / arctq;- 1 1c 4Л; Таким образом удается одновременно в одном канале измерить и разность фаз и К) и отбросить условие, что амплитуда опорного сигнала должна быть как минимум на порядок больше исследуемого. Формула изобретения Устройство для измерения разности фаз двух когерентных сигналов, Состоящее из последовательно соединенных генератора СВЧ, исследуемого четырехполюсника и первого фазового манипулятора, а также детектора, осциллографа, генератора прямоугольных импульсов и фильтра нижних частот, причем модулирукидий вход фазового манипулятора соединен с выходом генератора прямоугольных импульсов, а выход генератора СВЧ соединен также С входом детектора, отличающееся тем, что, с целью расширения функциональных возможностей устройства за счет одновременного обеспечения измерения разности фаз и затуханий, вносимых исследуемым четырехполюсником в расширенном амплитудном динамическом диапазоне, в него введены второй фазовый манипулятор, полосовой фильтр, синхронный детектор, делитель частоты, причем второй фазовый манипулятор соединен последовательно с первым, а

модулирующий eio вход соединен с выходом генератора прямоугольных импульсов через делитель частоты,-при этом выход второго фазового манипулятора соединен с последовательно соединенными детектором, полосовым фильтром и синхронным детектором, гетеродинный вход которого соединен

с выходом генератора прямоугольных импульсов, а выход синхронного детектора через фильтр нижних частот соединен с входом осциллографа..

Источники информации, принятые во внимание при экспертизе

1. Авторское свидетельство СССР 471551, кл. G 01 R 25/00, 22.02.72.