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

(54) СПОСОБ ИЗМЕРЕНИЯ РАЗНОСТИ ФАЗ ДВУХ КОГЕРЕНТНЫХ СИГНАЛОВ Изобретение относится к измеригельвой технике и может использовано при создании фазометров когерёнтиьк сигналов с расширенным динамическим .диапазоном измерения амплитуд измеряемого сигнала. Известен способ измерения, заключак шийся в том, что сигнал V-| пропускают через перестраиваемую в процессе измерения частотно-избирйтельную цепь, где он модулируется по амплитуде и фазе. Затем после сложения с опорным сигналом суммарный модулированный сигнал поступает на детектор. После детектирования огибакядая модулированного С5тимарного сигнала йндинируегся осциллографом .. Однако данный еспособ измерения раз ности фаз двух когерентных сигналов не позволяет производить измерения, ес ли шорное и измеряемое колебания одного порядка. Даже если измеряемое колебание меньше на 20 дБспорного,, погрешность измерения такого метода очень существенна. Наиболее Сшэким к изо етению является способ измерения разности фаз двух когерентных сигналов, заключающийся в том, что осуществляют амплитудную модуляцию измеряемого сигнала, складывают его с регулируемым по фазе опорным сигналом, детектируютсуммарный сигнал и выделяют из огибающей суммарного сигнала составляющую частотой амплитудной модупяшга, амплитуду которого сводят к нулю путем изменения фазы, опорного сигнала, а по изменению фазы сшорного.сигнала относительно исходного состояния, когда фазовый сдвиг равен нулю, судят о разности фаз двух когерентных сигналов C2l . Для обеспечения высокой точности измерений необсодямо, чтобы исследуемый, сигнал был на 4О дБ меньше, чем опорный, что сужает динамический диапазон изменения измеряемых амплитуд. a также ухудшает точность измерений в широком данактческом даалазоне. Цепь изобретения - обеспечение ъоэможносги измерений разности фаз двух когерентных сигналов в расширенном динамическом диапазоне изменения амплитуды измеряемого сигнала, в том числе и тогда, когда амплитуды опорного и измеряемого колебаний одного порядка, а также повышение точности измерений. Поставленная цель достигается тем, что согласно способу измерения разност фаз двух когерентных сигналов, заключаюшемся в том, что измеряемый сигнал складывают с регулируемым по фазе опор« ным сигналом, детектирутот суммарный сигнал И выделяют из огибающей суммарного сигнала составляющую с частотой МОДУЛЯ1ШИ, амплитуду которой сводят к нулю путем изменения фазы опорного сигнала, а по изменению фазы опор ного сигнала относительно исходного состояния, когда фазовый сдвиг равен нулю судят о разности фаз двух коге|ренгных сигналов, измеряемый сигнал подвергают фазовой манипуляции, при этом индекс фазовой манипуляции не дол жен быть равен пЖ На чертеже изображена блок-схема устройства, реализующего предлагаемый способ.; . Устройство содержит фазовый модулятор 1, .-калиброванный стандарт 2 фазового сдвига, детектор 3, фильтр 4, осхшллограф 5. Для измерения фазового сдвига когерентных сигналов и и Uo сигнал U пр пускают через фазовый модулятор 1, который в процессе измерения управляетVK A4A 2A;K cos(). 0,.

т .A 42A2K,cos() .T.

После детектирования огибающая модулированного суммарного сигнала фильтруется фильтром 4 и индицируется осциллографом 5.

Из последнего выражения видно, что амплит уда сигнала с(-Ь); изменяется,

если faf ° говорит о том, что сигнал после детектирования не содержит составляющую с частотой манийуляции, а .следовательно, выходной сигнал равен НУЛЮ, при этом не требуется условия на соотношение амплитуд измеряемого и опорного сигналов, что

(3)

значительно расширяет динамический диа-. пазон амплитуд измеряемого сигнала и повышает точность измерений в широком диапазоне.

Формула изобретения

Слособ измерения разности фаз двух когерентных сигналов, заключакшийся в том, что измеряемый сигнал складывают с регулируемым по фазе опорным сигналом, детектируют суммарный сигпрямоугольными импульсами с часто F .. Измеряемый сигнал подвергают фазоманипуляции(, ,co5(.) Т - период модулирующего сигнала;j(Ao-. амплитуда измеряемого сигнала;&Ч), - измеряемая фаза; - индекс фазовой манипуляции; Kj( - коэффициент, характеризующий затухание измеряемого сигнала по отношению к опорному. Сигнал и пропускают через стандарт азового сдвига, который может быть лизован офазцовым фазовращателем. ем опорный и измеряемый сигналы мируются и поступают на детектор 3. После сложения измеряемого сигнас опорным получают результирующий нал вида o.t. +A,jCo5(u;oi + v; K/o OsKi+dV rA) T.T. 4A 005(0)44) (2) т регулируемая фаза опорного сигнала; индекс фазовой модуляции. Амплитуда сигнала с(t);

нал и выделяют на огибающей суммарного сигнала составляюшую с частотой модуляции, амплитуду которой сводят к нулю путем изменения фазы опорного сигнала, а по изменению фазы опорного сигнала относительно исходного состояния, когда фазовый сдбиг равен нулю, . судят о разности фаз двух когерентных сигналов, отличающийся тем, что, с целью одновременного обеспечения расширения динамического диапазона изменения амплитуды измеряемого сигнала и повышения точности измереНИИ, измеряемый сигнал подвергают фа зоной манипуляции, при этом ищекс фазовой манипутюдии не должен быть равен ИЖ

Источники информации, принятые во внимание при экспертизе

1. Авторское свидетельство СССР № 471551, кл. Q О1 I 25/ОО, 1976.

2.-Труды Института инженеров по электроте хнике и радиоэлектронике, т. 55, № 6, Мир, М., 1967, с. 254-256.