Устройство для задания динамического фазового сдвига Советский патент 1983 года по МПК G01R25/04 

Изобретение относится к технике фазовых измерений и может быть использовано для точного задания в динамическом режиме фазового сдвига в широком диапазоне частот с пределами регулировки фазового сдвига больше 27С.

Известно устройство для поверки фазометров, содержащее опорный и измерительный каналы, подключаемые к поверяемому фазометру, в которых сигналы в каналы поступают от одного генератора через разделитель мощности, а контроль задаваемого фазовго сдвига между опорным и измерител ным ка,налами выполняется образцовым фазоиндикатором ,

Недостатками данного устройства являются наличие образцового фазоиндикатора, имеющего ограниченную точность и подлежащего поверке согласно поверочным схемам с использованием специального эталона или поверочной установки высшей точности, а также ограниченный частотный диапазон образцового фазоиндикатора.

Известна также мера фазового сдвига, содержаи1ая генератор опорной частоты, подключенный к двум каналам, выполненным из последовательно включенных синтезатора частоты, усилителя, аттенюатора выходных зажимов. К синтезатору измерительного канала подключен датчик временного интервала, выполненный из синтезатора частоты,, триггера Шмидта, электронного ключа, источника постоянного напряжения, второго электронного ключа, двух счетных триггеров и КНОПКИ; запуска 12, Однако указанное устройство имеет ошибки, обусловленные отсутствием в синтезаторах частоты информации о nepBOHa4ahbHOM значении фазы исходной частоты плюс полученнь1й фазы, пропорциональный разности частот и временному интервалу, в течение которого она существовала, и ограниченный частотный диапазон,

Цель изобретения - повышение.точности задания фазового сдвига и расширение диапазона частот.

Указанная цель достигается тем, что в устройство, содержгицее гешератор сигналов опорной частоты, измерительный и опорный каналы, калодый из которых выполнен из последовательно включенных синтезатора частоты и аттенюатора, выходы которых соединены с входами поверяемого фазометра, а первый выход генератора сигналов опорной частоты соединен с входом синтезатора частоты опорного канала, введен задатчик частоты, выход которого соединен с входом синтезатора частоты измерительного канала и первым, входом компаратора, а вход 7 - вторым ВЫХОДОМ генерЗТорз

сигналов опорной частоты и вторым входом компаратора;, выход которого соединен с первым входом частотомера, второй вход которого соединен с выходом умножителя частоты, причем вход последнего соединен с входом синтезатора частоты опорного канала, а выход поверяемого фазометра ч€;рез логический элемент соедине с входом хронометраj

На чертеже приведена блок-схема предлагаемого устройства.

Устройство для задания динамического фазового сдвига, содержит генератор 1 сигналов опорной час- тоты,, за,цатчик 2 частоты, компаратор 3( умножитель 4 частоты, измерительный и опорный каналы, выполненные из последовательно соединенных синтезаторов 5 частоты и аттенюаторов б, поверяемый фазометр 7, логический элемент 8, хронометр 9 и частотомер 10.

Устройство для задания динамического фазового сдвига работает следующим образом.

Для задания необходимого фазовог сдвига, определяемого из соотношения f,,gJ 360°.. лг- tui,),, определяется предварительно разностная частота между каналами Af и время, необходимое для задания данного фазового сдвига, Так как синтезаторы частоты обоих каналов синхронизировны от одного генератора 1 сигналов опорной частоты, то с помощью задатчика 2 частоты в измерительном канале производится линейное смещение частоты синхронизации относително опорного канала, Смещение частоты синхронизации приводит к такому же смещению выходного сигнала синтезатора частоты измерительного канала« Контроль и измерение частоты смещения осуп-ествляется совместным действием компаратора 3, умножителя 4 частоты и частотомера 10, Компаратор выделяет разностную частоту Af, умножает ее в W раз, суммирует с частотой 1 МГц и .выдает на вход частотомера 10, На второй вход частотомера 10 подается умноженная в п раз частота с генератора 1 сигналов опорной частоты. Так как все частоты когерентны, следовательно, погрешность контроля разностной частоты системы; компаратор 3, умножитель 4 к частотомер 10 определяется с точностью до разрешающей способ;Ности, определяемой как ,

(

где t - время счета частотомера,

п. - коэффициент умножения умножителя частоты; К - коэффициент умножения разностной частоты.

Разрешающая способность не хуже 2-Ю-- 1 МГц - 2- 1(Г Гц.

Сигналы с синтезаторов 5 частоты через аттенюаторы 6 подаются на поверяемый .фазометр 7, С выхода цифро,печати фазометра 7 в коде 1-2-4-8 сигнал подается, на логический элемент 8, вырабатывающий сигналы запуска хронометра 9, отсчитывающего

; время измерения 1,,,,,

Задание фазового сдвига производится следующим образом. На хрономе ре 9 устанавливается время измерения , На синтезаторах 5 частоты включаются клавиши одинаковых частот Задатчиком 2 частоты вводится разностная частота. После этого включается генератор 1 сигналов опорной частоты. В момент совпадения переходов сигналов, поступающих на фазометр 7 из опорного и измерительного каналов через нулевое значение, фазометр 7 показывает нуль по отсчетной шкале и логический элемент 8 выдает импульс для запуска хронометра 9. Через интервал времени tv,-j,M хронометр отключается. В момент отключения «хронометра производится отсчет фазы по фазометру 7 Погрешность фазометра 7 определяется как разность между расчетным значением фазового сдвига и показанием фазометра 7 ,

Чгое Фог.

где .V - расчетное значение;

раг - измеренное значение. Разностная частота между каналами вводится в пределах 0,1-0,001 Гц

В устройстве для задания динак ческого фазового сдвига вместо образцовых средств фазы, пoвepяe влx согласно поверо ;чым схемам по специальным эталонам или поверочной установке высшей точности, нмекхцнх ограниченный запас по точности воспроизведения единицы фазы и разделенных по частотному диапазону, измеряются время и разностная частота. И, следова0- тельно, погрешность задания фазового . сдвигаЧц5,д зависит от точности задания разности частот д f и погрешности временного интервала отсчитываемого по хронометру. Погрешность 5 хронометра не хуже . Погрешность компараторов частоты совместно с электросчетным частотомером 2.10. 1 МГц 2. . Например, при ДГ 0,1 Гц абсолютная погрешность задания фазового сдвига -1 10, что превышает точность, достигаемую при использовании известных устройство

Частотный диапазон расширяется, так как вместо синтезаторов частоты могут использоваться генераторы, охваченные внешним кольцом ФАПЧ.

Возможность изменения времени измерения позволяет задавать-фазовые С.ДБИГИ больше, чем , что практически сложно или невозможно осущест вить с помощью имеющих образцовых фазовых средст.в..

Применение стандартной современной радиоизмерительной аппаратуры в устройстве,, предусматривающей работу в комплексе с другими приборами через цифропечать, позволяет автоматизировать процесс измерения или калибровки фазоизмерительных устройств.

УСТРОЙСТВО ДЛЯ ЗАДАНИЯ ДИНАМИЧЕСКОГО ФАЗОВОГО СДВИГА, содержащее генератор сигналов опорной частоты, измерительный и опорной каналы, выполненные из последовательно соединенных синтезатора частоты и аттенюатора, выходы которых соединены с входами поверяемого фазометра, а первый выход генератора сигналов опорной частоты соединен с входом синтезатора частоты опорного канала, отличающееся тем, что, с целью повышения точности задания фазового сдвига и расширения диапазона частотf. в него введен . задатчик Частоты,- выход, которого соединен с входом синтезатора частоты из мерительного канала и первым входом компаратора, а вход - с вторым выходом генератора сигналов опорной частоты к вторым входом компаратора, выход которого соединен с первым входом частотомераj второй вход которого соединен с выходом умножг-зте-ля частоты, причем вход последнего соединен с входом синтезатора часто-, ты опорного канала, а выход поверяемого фазометра через логический элемент соединен с входом хронометра. ;:д о