Радиоимпульсный фазометр Советский патент 1983 года по МПК G01R25/00 

полярности видеоимпульсов, входы первого и второго усилителей подключены

соответственно к первому и второму входам устройства.

ЕАДИОИМПУЛЬСНЫЙ ФАЗОМЕТР, содержаиций первый и второй фазовые детекторы, фазосдвигаюгдай элемент на 90, соединенный с первым входом второго фазового детектора и вторым входом первого, первый и второй электронные ключи, усилители и блок индикации, отличающийся тем, что, с -целью повышения быстродействия устройства при измерении разности фаз между двумя радиоимпульсными сигналами, в него введены первый и второй блоки удлинения видеоимпульсов, первый и второй блоки определения полярности видеоимпульсов, третий и четверт:ый электронные ключи, блок определения квадранта, первый и второй усилительно-согласующие элементы, линейный делитель напряжения, N-Kанальный пороговый блок, блок логической обработки сигналов, при этом выход первого усилителя соединен с первым входом первого фазового детектора и с вторым входом второго, а выход второго усилителя соединен с первым входом второго фазового детектора и через фазосдвигакяций элемент на 90 - с вторым входом первого фазового детектора, вход первого блока удлинения видеоимпульсов подсоединен к выходу первого фазового дет9ктора, а вход второго - к выходу второго фазового детектора, первые входы первогЬ и второго блоков определения полярности видеоимпульсов объединены и соединены с третьим входом устройства, а второй вход первого блока определения полярности видеоимпульсов соединен с третьим выходом первого блока удлинения видеоимпульсов, второй вход вя-орого блока определения полярности видеоимпульсов соединен с третьим выходом второго блока удлинения видеоимпульсов, первый вход первого электронного ключа соединен с первым выходом первого блока удлинения видеоимпульсов , а первый вход второго электронного ключа соединен с вторым выходом этого блока, два других входа этих ключей объединены и соединены с выходом первого блока определения полярности видеоимпульсов, | первый вход блока определения квад(Л ранта соединен с объединенным выходом первого и второго электронных ключей, а второй вход - с объединенным выходом третьего и четвертого электронных ключей, вход первого уси-а лйтельнр-согласующего элемента сое- динен с первым выходом первого блока удлинения видеоимпульсов, а вход второго - с вторым выходом второго блока удлинения видеоимпульсов, входы линейного делителя напряжения соедию to нены с выходами первого и второго усилительно-согласующих элементов, N входов N-канального порогового блока подключены к N выходам линей-: ного делителя напряжения, N входов блока логической обработки сигналов подключеш к N выходам N-канапьного порогового блока, N +1 вход блока логической обработки сигналов соединен с выходом блока определения .квадранта, а выход подключен к блоку индикации, первые входы третьего и четвертого электронных ключей подключены соответственно к первому и второму выходам второго блока удлинения видеоимпульсов, а вторые входы данных ключей объединены и подключены к выходу второго блока определения

Изобретение относится к измерительной технике и может найти применение в радиоимпульсных устройствах фазовой радиолокации, радионавигации а также в оптоэлектронике и лазерной технике при исследовании в импульсном режиме активных и пассивных элементов, служащих для передачи и отображения оптической информации. Известно устройство для измерения разности фаз радиоимпульсных сигналов, преобразующее радиоимпульсные сигналы в непрерывные посредством ра иоимпульсной фазовой автоподстройки частоты с последующим измерением фазоиндикатором, содержащее амплитуд ные детекторы/ ключи, запоминающий блок fl. Недостатками данного устройства являются увеличение погрешности изме рения при увеличении скважности и невозможность проведения измерения по одиночным радиоимпульсам. Наиболее близким по технической сущности к изобретению является моно импульсный фазометр, содержащий два фазовых детектора, фазосдвигающий элемент на 90°, соединенный с первым входом второго фазового детектора и вторым входом первого, усилители, амплитудный детектор, элемент совпадения, два дифференцирующих элемента, ограничители импульсов положител ной и отрицательной полярности, управляющий триггер, фазоинвертор, цепи, состоящие из.двух резисторов и двух конденсаторов, мостовые схема, электронные ключи, опорный тахогенератор, электродвигатель, сельсин, ни кочастотный фазометр мгновенного зна чения разности фаз f2. Недостатком данного фазометра является то, что частота, на которой производится измерение разности фаз, определяется скоростью вращения электродвигателя, вращающего тахогенератор и сельсин (механический;идук ционный фазовращатель) и лежит в пре делах 50-150 Гц, что дает возможност обрабатывать радиоимпульсные сигналы с длительностью не менее 1-3 мкс. Цель изобретения - увеличение быстродействия и, как следствие,обес печение возможности измерения разнос ти фаз между более короткими радиоимпульсными сигналами при сохранении преимуществ цифрового отсчета. Поставленная цель достигается тем, что в радиоимпульсный фазометр , содержащий первый и второй фазовые детекторы, фазосдвигающий элемент на 90, соединенный с первым входом второго фазового детектора и вторым входом первого, первый и второй электронные , усилители и блок индикации, введены первый и второй блоки удлинения видеоимпульсов, первый и второй блоки определения полярности видеоимпульсов, третий и четвертый электронные ключи, блок определения квадранта, первый и второй усилительно-согласующие элементы, линейный делитель напряжения, N-канальный пороговый блок, блок логической обработки сигналов, при этом выход первого усилителя соединен с первым входом первого фазового детектора и с вторым входом второго, а выход второго усилителя соединен с первым входом второго фазового детектора и через фазосдвигакяций элемент на 90°- с вторым входом первого фазового детектора, вход первого блока удлинения видеоимпульсов подсоединен к выходу первого фазового детектора, а вход второго - к выходу второго фазового детектора, первые входы первого и второго блоков определения полярности видеоимпульсов объединены и соединены с третьим входом устройства, а второй вход первого блока определения полярности видеоимпульсов соединен с третьим выходом первого блока удлинения видеоимпульсов, .второй вход второго блока определения полярности видеоимпульсов соединен с третьим выходом второго блока удлинения видеоимпульсов, перилй вход первого электронного ключа соединен с первым выходом первого блока удлинения видеоимпульсов, а первый вход второго электронного ключа соединен с вторым выходом этого блока, дза других входа этих ключей объединены и Соединены с выходом первого блока определения полярности видеоимпульсов, первый вход блока определения квадранта соединен с объединенным выходом первого и второго электронных ключей, а второй вход - с объединенным выходом третьего и четвертого электронных ключей, вход первого усилительно-согласукяцего элемента соединен с первым выходом первого блока удлинения видеоимпульсов, «а вход второго - с вторым выходом второго блока удлинения видеоимпульсов, входы линейного делителя напряжения соединены с выходами первого и второго усилительно-согласующих элементов, N входов и-канального порогового блока подключены кЫвыходам линейного делителя напряжения, Ы входов блока логической обработки сигналов подключены к N выходс№1 N-канального порогового блока, И+1 вход блока логической обработки сигналов соединен с выходом блоки определения квадранта а выход подключен к блоку индикации первые входы третьего и четвертого электронных ключей подключены соответственно к первому и второму выходам йторого блока удлинения видеоимпульсов , а вторые входы данных ключей объединены и -подключены к выходу второго блока определения полярности видеоимпульсов, входы первого и второго блока определения полярности ви деримпульсов, входы первого и второго усилителей подключены соответственно к первому и второму входам устройства. На фиг.1 приведена структурная схема радиоимпульсного фазометра; на фиг.2 - временные диаграммы. Устройство содержит первый и второй усилители 1 и 2,, при этом выход первого усилителя 1 соединен с первым входом первого фазового детектор 3, выход которого через фазосдвигающий элемент 4 на 90 соединен с вторым входом второго фазового детектора 5, блоки б и 7 удлинения видеоимпульсов , входы которых соединены с выходами фазовых детекторов 3 и- 5 соответственно, блоки 8 и 9 оп ределения полярности видеоимпульсов один из входов которых соединен с третьим входом устройстве, на которы поступает синхроимпульс, а другой вход этих блоков соединен с одним из выходов.блоков 6 и 7 удлиняющих видеоимпульс соответственно, электро ные ключи 10-13, один из входов которых соединен с одним из выходов блоков 6 и 7 удлинения видеоимпульсов, а другой вход электронных ключей 10 и 11 объединен и соединен с выходом блока 8 определения полярнос ти видеоимпульсов, а входы ключей 12 и 13 - с выходом блока 9 определе НИН полярности видеоимпульсов, блок 14 определения квадранта, ошя из входов которого соединен с объединен ным выходом электронных ключей 10 и 11, а другой - с объединенным выходом электронных ключей 12 и, 13, усилительно-согласующие элементы 15 и 16, при этом вход усилительно-согласующего элемента 15 соединен с одним из выходов блока 6 удлинения видеоимпульсов, а вход усилительно-согласующего элемента 16 соединен с одним из выходов блока 7 удлинения видеоимпульсов, линейный делитель 17 напряжения, N -канальньой пороговый блок 18, входы которого соединены с выходами делителя 17 напряжения соответственно, блок 19 логической обработки сигналов, N входов которого соединены с выходами N -канального порогового блока 18, а также с, выходом блока 14 определения квадранта и блок 20 индикации, вход которого соединен с выходом блока 19 логической обработки сигналов. Фазометр работает следующим образом. Входные радиоимпульсные сигналы подаются на входные усилители 1 и 2 в каждом из каналов и с них на фазовые детекторы 3 и 5. Детекторы должны работать в ключевом режиме, что достигается соответствуюитм выбором.соотношения между амплитудами напряжений, подаваемых на их входы. Нормированная характеристика фазового детектора при этом приближается к треугольной. Зависимости амплитуда выходного напряжения от измеряемой разности фаз на выходах фазовых детекторов 3 и 5 приведены на фиг.20,5. I . .. Таким образом, на выходах фазовых, детекторов 3 и 5 при наличии входных радиоимпульсных сигналов появляются видеоимпульсы, длительность которых соответствует длительности входного радиоимпульса и может составлять 7-10 НС. Эти видеоимпульсы поступают на вход блоков 6 и 7, которые их удлиняют до 1-3 МКС. При этом на первом выходе блока 6 появляется удлиненный видеоимпульс с положительной полярностью, который дальше поступает на вход электронного, ключа 10 и на вход усилительно-согласующего элемента 15. На втором выходе блока 6 удлинения видеоимпульсов появляется сигнал отрицательной полярности, который поступает на вход электронного ключа 11. Сигнал с третьего выхода блока 6 поступает на блок 8 определения полярности видеоимпульсов. Данный блок определяет полярность видеоимпульса, поступающего на блок 6 фазового детектора 3. В зависимости от полярности входного видеоимпульса данный блок вырабатывает сигнал управляющий работой электронных ключей 10 и 11, при этом на объединенном выходе данных ключей появляется сигнал, полярность которого соответствует входному для блока 6. С выхода электронных ключей 10 и 11 сигнсш поступает на один из входов. блока 14 определения квадранта. Работа второго канала данного фазометра, содержащего входной усилитель 2, фазовый детектор 5, блок 7 удлинения видеоимпульсов, блок 9 определения полярности видеоимпульса и электронные ключи 12 и 13, не отличается от работы первого канала, а объединенный шлход электронных ключей 12 и 13 соединен с вторым входом блока 14 определения квадранта. При этом, второй выход блока 7 удлинения видеоимпульсов, на котором появляется сигнал отрицательной полярности, подсоединен к электронному ключу 13 и к усилительно-согласукицёму элементу 16, Таким образом, на линейный делитель 17 напряжения через усилительно согласующие элементы 15 и 16 подается сигнал, соответствующий второму квадранту. Эпюры распределения потенциапа на данном делителе в зависи мости от измеряемой разности фаз приведены на фиг.2. При этом положение нулевого потенциала на делителе линейно зависит от измеряемой разности фаз входных сигналов. Таким образом, по номеру выхода делителя напряжения, на котором потенциал равен нулю, можно определить изг еряемую разность фаз. с дискретом ICjaN , где Ь1 - число резисторов в линейно делителе 17 напряженная. Погрешность измерения не хуже i1t|44- Дальнейшая обработка осуществляется Ы-канальным пороговым блоком 18., который определяет нсмер делителя напряжения, потенциал которого равен нулю. Из изложенного принципа работы фазометра видно, что данный блок фазометра работает только в том случае, если его входные сигналы соответствуют сигналам второго квадранта, притом измерения проводятся только в пределах О-гЭО с дискретом IcjaN . Для расширения диапазона фазовых измерений до 360° служит блок 14 определения квадранта. Работа этого блока заключается в том, что во втором квадранте он вырабатывает .сигналы, по которым в блоке 19 логической обработки сигналов производится досчет к имеющемуся результату еще 90, которые суммируются с ним в блоке 20 индикации и выводятся на индикацию. Если сигналы находятся в третьем квс1Дранте, то блок 14 определения квадранта вырабатывает сигналы, по которым производится досчет 180 в блоке 19 и соответственно в четвертом 270°. Запуск фазометра производится с приходом на его вход синхроимпульса, синхронного с входн{лми радиоимпульсными сигналами.

Кл// Ф4

-1

/.

Ы

-/

/г

/г--- /

& 1

fx-ffo

О го 4в ffo

/,-jr

го