Радиоимпульсный фазометр Советский патент 1984 года по МПК G01R25/00 

11 Изобретение относится к фазоизмерительной технике и может быть использовано в радиотехнике при измерении разности фаз сложных сигналов в частности сигналов с выхода акусти ческих преобразователей. Известен импульсный фазометр, содержащий последовательно соединенные генератор селектирующих импульсов, селектор, генератор ударного возбуждения, фазовьш детектор, второй вход которого через фазовращатель соединен с источником опорного сигнала, а сигнальный вход селектора подключен к источнику измеряемых ра:диоимпульсов ij . Недостатком этого устройства является низкая точность измерения фазы несущего колебания сложных радио импульсных сигналов. Наиболее близким к изобретению п технической сущности является импул ный фазометр, содержащий подключенны к входу синхронизации последовательно соединенные генератор селектирующих импульсов и первый селектор, вто рой вход которого подключен к сигнальному входу фазометра, а также последовательно соединенные контур ударного возбуждения и фазовый детек тор, второй вход которого через фазо вращатель подключен к опорному входу фазометра, а также последовательно соединенные первый аттенюатор и сумматор и последовательно соединенные второй селектор и второй атте Нюатор, причем вход первого аттенюатора соединен с выходом первого селектора, выход сумматора - с входом контура ударного возбуждения, второй вход сумматора соединен с вы ходом второго аттенюатора, первый вход второго селектора соединен с сигнальным входом устройства, а второй вход подключен ко второму выходу генератора селектирующих импульсов. Недостатком известного фазометра является низкая точность измерений при асимметрии видеоимпульса помехи относительно середины стробимпульсов. Это объясняется тем, что спектр вырезки видеоимпульса, асим метричный относительно середины стробимпульсов, наряду с косинусоидальными содержит также и синусоидальные cocтaвJ яюu иe, причем соотношение этих составляющих изменяется при изменении длительности 92 стробимпульсов. Это приводит к нарушению противофазности откликов контура при воздействии на него вырезок видеоимпульсов с выходов каждого из селектора. В конечном ито1е эти отклики не удается скомпенсировать никаким изменением коэффи11иента передачи аттенюаторов, и погрешность измерений будет определяться амплитудой нескомпенсированного отклика. Целью изобретения является повышение точности. Эта цель достигается тем, что в радиоимпульсный фазометр, содержащий подключенный ко входу синхронизации первый генератор, подключенные к входу устройства последовательно соединенные первый селектор, первый аттенюатор, сумматор, контур ударного возбуждения, фазовый детектор, второй вход которого через фазовращатель соединен с опорным входом фазометра, и подключенные между входом фазометра и вторым входом сумматора последовательно соединенные второй селектор и второй аттенюатор, введены включенный между выходом первого генератора и управляющим входом второго селектора первый ключ и включенные между выходом первого генератора и управляющим входом первого се лектора последовательно соединеннЬ1е элемент задержки, второй генератор и второй ключ. На чертеже изображена схема предлагаемого устройства. Устройство содержит подключенные к входу устройства последовательно соединенные первый селектор 1, первый аттенюатор 2 и сумматор 3, к второму входу которого подключен вход устройства через последовательно соединенные второй селектор 4 и второй аттенюатор 5, а выход сумматора 3 через контур 6 ударного возбуждения подключен к первому входу фазового детектора 7, второй вход которого через фазовращатель 8 подключен к опорному входу устройства, первый генератор 9 входом подключен к входу синхронизации, первый выход генератора 9 через элемент 10 задержки соединен со входом второго генератоа II, а второй выход первого генератора 9 через первый ключ 12 подключен к второму входу селектора 4, выод второго генератора 11 через вто31087919рой ключ 13 подключен к второму входу первого селектора 1. Фазометр работает следующим образом.. На сигнальные входы первого и 5 второго cejiBKTOi в 1 и 4 поступает сложный сигнгш, в котором наряду с радиоимпульсом присутствует и видеоимпульс. На управляющие входы первого и второго селекторов 1 и 4 с выхр- Ю дов первого и второго генераторов 9 и 11 через первый и второй ключи 12 и 13 поступают селектирующие импульсы, причем длительности t. и Сл этих импульсов в общем случае отличаются 15 на величину tn , кратную периоду вы.сокочастотного заполнения радиоимпульса. В селекторах. 1 и 4 селектирующими импульсами осуществляются вырезки во времени входного сигнала, которые через первый и второй аттенюаторы 2 и 5 с коэффициентами передачи, соответственно равными k, поступают на сумматор 3, а с его выхода на контур 6 ударного возбуждения. Коэффициенты k и k Moryr принимать . значения от нуля до единицы. . Контур 6 является линейным устройством, поэтому реакция на его выходе будет определяться суммой воздсйст 30 ВИЙ вырезок с выходов обоих селекторов 1 и 4. При настройке устройства подбором коэффициентов передачи k.H k, а также изменением времени задерЗхки второго селектирующего импульса добиваются нулевого отклика контура 6 ударного возбуждения. Покажем пропорциональную возможность компенсации отклика контура н воздействие видеоимпульса, асимметричного относительно середины строб импульсов. В качестве примера рассмотрим ком пенсацию отклика контура 6 на воздей ствие видеримпульса вида существующего на интервале времени te t, + пТо , где TQ - период высокочастотных колебаний измеряемого радиоимульса. Фаза спектральной составляющей этого сигнала на частоте высокочастотных колебаний радиоимпульса, равна 27110 .из лич меж выр Под 25 раж рез спе те ной 35 где о, ч1 SlDsinWoidt ° ёшг°- 1 SWcosUoldi (2) После подстановки величины S(t) выражений (1) в выражение (2) j 6 4;ntOo Ji М e coswol i Интегралы в выражении (3) табные, их вычисление, опуская проуточные преобразования, приводят ажение (3) к виду - ct sin (ot,- u cos wi. 0(,COSG3t 4US nC5t, елив числитель и знаменатель выений (4) на о sin cot , имеем , (5) . пределим условия для такой выи сигнала (1) , при которой тральная составляющая на частоOQ бьша бы противофазна аналогичкомпоненте сигнала (1) т.е. - 4W4-1 (j ---- 9 Ч ; (6) . tj - начало второго селектируюЩ ° импульса. Выражение (6) можно привести к виду . ,. (7) где определяется из выражения (5) , т.е. начало появления t, второго селектирующего импульса опредёляется тан (8) где k ,1,2,... При выполнении условия (1) и (8) вырезки сигнала на выходах ервого и второго селекторов I и 4 меют противофазные спектральные соетавляющие на частоте колебаний радиоимпульса Ь)о , это позволяет их комп1евсировать изменением коэффициентов передачи k2 nepBoro и второго аттенюаторов 2 и 5,

Аналогичные вычисления можно провести и для любой другой формы видеоимпульса.

Практическая настройка схемы заключается в таком, выборе времени задержки элементов 10,задержки и длительности второго селектирующего импульса, формируемого вторым генератором L, которые бы обеспечивали противофазност-ь отклика контура по отношению к отклику контура на воздействие исходного видеоимпульса.

Фазометр работает следующим образом.

На вход фазометра подают последоватальность импульсов, идентичных видеоимпульсам входного сложного сигнала. Настройку цепей компенсации осуществляют в два этапа. На первом этапе добиваются противофазности откл1иков, вырезок видеоимпульсов, прошедших через первый и второй селекторы 1 и 4. Для этого сначала размыкяют первый ключ 12, определяют и запоминают фазу отклика контура 6 ударного возбуждения на воздействие видеоимпульса с выхода второго селектора 4.Затем замыкают первый ключ 12 и размыкают второй ключ 13, при этом определяется фаза отклика контура 6 на воздействие видеоимпульса .с выхода первого селектора ). Регулировкой времени задержки элемента 10 задержки селектирующего импульса с выхода второго генератора i J добиваются противофазного показания фазометра на выходе устройства, т.е. изменяют временное положение второго селектирующего импульса до тех пор, пока отклик контура 6 на воздействие вырезки видеоимпульса с выхода первого селектора Г не станет противофазным отклику контура с выхода второго селектора 4. На втором этапе настройки цепей компенсации добиваются равенства амплитуд этих откликов. Дальнейшим подбором коэффициентов передачи первого и второго аттенюаторов 2 и 5 добиваются полной компенсации этих откликов.

Без подобной компенсации отклик контура 6 ударного возбуждения может достигать величины 10-20% амплитуды полезного сигнала, что вызывает по-греиность определения фазы высокочастотного заполнейия до 5-10 .

Таким образом, введение в устройств переменной задержки второго генератор и первого и второго ключей позволяет скомпенсировать отклик контура ударного возбуждения на воздействие видеоимпульса любой формы, в результате чего повышается точность измерения фазы радиоимпульсных сигналов по сравнению с известными устройствами.

Подобная компенсация отклика видеоимпульса может быть осуществлена при любой его форме.

РАДИОИМПУЛЬСНЫЙ ФАЗОМЕТР, содержащий подключенный к входу синхронизации первый генератор, подключенные к входу устройства последовательно соединенные первый селектор,i первый аттенюатор, сумматор, контур ударного возбуждения, фазовый детектор, второй вход которого через фазовращатель соединен с опорным входом фазометра, и подключенные между -входом фазометра и вторым входом сумматора последовательно соединенные второй селектор и второй аттенюатор, отличающийся тем, что, с целью повьшения точности, введены включенный между выходом первого генератора и управляющим входом второго селектора первый ключ и включенные между выходом первого генератора и управляющим входом первого селектора последовательно соединенные элемент задержки, второй генератор и второй ключ.