Фазометр Советский патент 1983 года по МПК G01R25/00 

Изобретение относится к фазоиэмерительной технике и предназначено для измерения фазовых сдвигов импульных сигналов.

Известны фазометры для измерения разности фаз радиоимпульсов, содержащие управляемый фазовращатель, фазовый детектор, линию задержки, генератор пилообразного напряжения и индикатор

Недостатками такого фазометра являются ограниченный частотный диапазон и значительная погрешность измерений.

Наиболее близким к предлгагаемому по технической сущности является фазометр, содержащий два усилителяограничителя, измерительный триггер и индикатор, причем первый усилитель-ограничитель подключен к входной клемме фазометра, выход второго усилителя-ограничителя соединен с измерительным триггером 2 .

Достоинством такого Фазометра является широкий частотный диапазон и высокая точность измерений параметров непрерывного сигнала.

Однако для работы с импульсным сигналом такой фазометр обладает значительной погрешностью измерения (так, при скважности сигнала T/tj . 1,1-2,0 погрешность составляет 18 - 90), а при больших значениях скважности измерения вообще невозможны вследствие произвольной установки состояний измерительного триггера фазометра в. момент окончания импульса.

Цель изобретения - повышение точности измерения фазовых сдвигов импульсных сигналов.

Поставленная цель достигается тем что в фазометр, содержащий в каждом из двух каналов измерения первый усилитель-ограничитель, подключенный к входной клемме фазометра, второй усилитель-ограничитель, выходом соединенный с измерительным триггером, индикатор, введены суммирующие блоки, два фазоинвертора, четьфе селектора полярности импульсов, два элемента ИЛИ, два стробирующих блока, коммутирующий блок, генератор и калибратор скважности, причем входы суммирующих блоков в каждом из каналов подключены к входным клеммам фазометра, а выходы - к входам вторых усилителей-ограничителей, выходы первых усилителей-ограничителей через фазоинверторы и параллельно содиненные селекторы полярности импульсов подключены к входам соответствующих элементов ИЛИ, выходы элементов ИЛИ объединены через коммутирующий блок и одновременно подключены к управляющим входам стробирующих блоков, сигнальные входы стробирующих блоков подключены к генератору,

а сигнальные выходы соединены с вторь1ми входами суммирующих блоков, калибратор скважности подключен входом к измерительному триггеру, а выходом к индикатору.

На чертеже представлена структурная схема фазометра.

Фазометр содержит суммирующие блоки 1 и 2, первые усилители-ограничители 3 и 4, измерительный триггер 5, калибратор б скважности; индикатор 7, вторые усилители-ограничители 8 и 9, фазоинверторы 10 и 11, селекторы 12-15 полярности импульсов элементы ИЛИ 16 и 17, коммутирующий блок 18., стробирующие блоки 19 и 20 и генератор 21.

Входы суммирующих блоков 1 и 2 в каждом из каналов подключены к входным клеммам фазометра, а выходы - к входам вторых усилителей-ограничителей 3 и 4, которые подключены к измерительному триггеру 5. Выход измерительного триггера 5, через калибратор 6 скважности подключен к индикатору 7 . Первые усилители-ограничите,ли 8 и 9 подключены к входным клеммам фазометра, выходы усилителейограничителей 9 И 8., через фазоинверторы 10 и 11, селекторы 12-15 подключены к входам элементов ИЛИ 16 и 17, причем выходы селекторов 12 и 13 подключены к входам элемента ИЛИ 16, а выходы селекторов 14 и 15 к входам элемента ИЛИ 17, выходы элементов ИЛИ 16 и 17 соединены через коммутирующий блок 18, одновременно выходы элементов ИЛИ 16 и 17 подключен к управляющим входам стробирующих блоков 19 и 20, причем выход элемента ИЛИ 16 подключен к управляющему выходу стробирующего блока 19, а выход элемента ИЛИ 17 - к входу стробирующего блока 20, сигнальные входы стробирующих блоков 19 и 20 объединены и подключены к выходу генератора 21, сигнальные выходы стробируюч щих блоков 19 и 20 подключены к вторым входам суммирующих блоков 1 и 2, причем выход стробирующего блока 19 к входу суммирующего блока 1, а выход стробирующего блока 20 - к входу суммирующего блока 2.

Фазометр работает следующим образом.

На вход фазометра подается исследуемый и опорный 1{мпульсные сигналы. Поступая на входы усилителей-ограничителей 8 и 9, сигналы усиливаются и граничиваются и с выхода фазоинверторов 10 и 11 поступают на селекто.ры 12 и 13 полярности импульсов в одном канале и 15 и 14 в другом, Последние выделяют импульсы положи - тельной полярности, соответствующие положительной полуволне сигнала, поступающего .с выхода фазоинверторов 10 к 11. Эти импульсы поступают на входы элементов ИЛИ 16 и 17, где суммируются, образуя импульс, соответст вующий по длительности входным сигна лам. Сформированные таким образом импульсы управляют работой стробирую щих блоков 19 и 20, закрывая последние на время действия импульса и открывая на время паузы, В интервале паузы сигнал генератора 21 через открытые стробирующие блоки 19 и 20 поступает на суммируюмие блоки 1 и 2 обеспечивая подачу на измерительный триггер 5 сигнала генератора 21, Последнее обусловливает в интервале паузы равенство нулю постоянной составляющей выходного напряжения измерительного триггера 5. Выполнение данного условия является необходимым, так как в противном случае при работе с импульсным сигнашом по его окончании измерительный триггер 5 . устанавливается в одном из своих устойчивых СОСТОЯНИЙ до прихода следую щего импульса, что приводит к большой погрепшости измерений при значениях скважности 1,1 - 1,5 и полность нарушает работу фазометра при больших значениях сквгикности. В интерва;ле импульса фазометр работает обычным образом, формируя измерительным триггером 5 сигнал измерительной информации, постояннная составляющая которого соответствует измеряемому фазовому сдвигу. Для исключения возникающей при этом погрешности от скважности сигнала служит калибратор 6 скважности. Калибровка производится подачей импульсного сигнала в один из каналов фазометра при замкнутом коммутирующем блоке 18. Показания фазометра изменением, коэффициента усиления калибратора 6 скважности устанавливаются равными 180. Таким образом, предлагаемое устройство позволяет устранить недостатки известных импульсных фазометров ограниченный частотный диапазон я значительную погрешность измерений. Использование фазоинверторов, селекторов полярности импульсов и элементов ИЛИ позволяет осуществить формирование импульсов, длительность которых соответствует длительности входных сигналг)в в каждом из каналов фазометра, а использование генератора, стробирующих блоков и суммирующих блоков позволяет обеспечивать устойчивую работу триггерного фазометра в интервсше паузы между импульсами. Использование калибратора скважности, представляющего собой усилитель с регулируемым коэффициентом усиления,, позволяет исключить влияние параметров импульсов на погрешность измерений.

ФАЗОМЕТР, содержащий в каждом из двух каналов измерения первый усилитель-ограничитель, подключенный к входной клемме, фазометра, второй усилитель-ограничитель, выходом соединенный с. измерительным триггером, индикатор, отличающийся тем, ато, с целью повышения точности измерения фазовых сдвигов импульсных сигналов, в него введены суммирующие блоки, два фаэоинвертора, четыре селектора полярности импульсов, два элемента ИЛИ, два стробирующих блока, коммутирующий блок, генератор и калибратор скважности, причем входы суммирующих блоков в каждом из каналов подключены к входным клеммам фазометра, а выходы - к входам вторых усилителейограничителей, выходы первых усилителей-ограничителей через фаэоИнверторы и параллельно соединенные селекторы полярности мпульсов подключены к входам соответствующих элемен тов ИЛИ, выходы элементов ИЛИ объединены через коммутирующий блбк и одновременно подключены к управляющим входам стробирующих блоков, сиг- § нальные входы стробирующих блоков подключены к генератору, а сигнальные СЛ выходы соединены с вторыми входами суммирующих блоков, калибратор скважности подключен входом к измерительному триггеру, а выходом к индикато- 5 РУ. О о