Высокочастотный фазометр Советский патент 1984 года по МПК G01R25/02 

Изобретение относится к радиоизмерительной технике. Известен двухканапьный фазометр, содержащий смеситель, фильтр и ограт1читель в каждом канале, гетеродин-, генератор квантующих импульсов, электронный ключ и счетчик lj . Недостатком двухканального Лазометра является внесение дополнительной погрешности за счет- неидентичности фазовых сдвиг-ов в преобразоват лях спектра для каналов опорной и измеряемой фазы. Наиболее близким к изобретению по технической сущности является высокочастотный фазометр, содержащий входной коммутатор, один из входов которого является входом исследуемого сигнала, другой - входом опорного сигнала, а управляюпщй вход соединен с выходом блока управления к выходу входного коммутатора последовательно подключены преобразователь спектра сигнала и формирователь сигнала, а также тактовый генератор выход которого соединен -с первым входом ключа, и низкочастотный фазометр . Однако известный высокочастотный фазометр не обеспечивает высокую точность измерений с Цель изобретения - повышение точ1 ости измерения. Поставленная цель достигается тем, что в высокочастот1шй,фазометр содержапшй входной коммутатор, один из входов которого является входом исследуемого сигнала, другой - входо опорного сигнала, а управляющий вход соединен с выходом блока управления, к выходу входного ко{ мутатора последовательно подключены преобразователь спектра сигнала и формиро-ватель сигнала, а также тактовьй ре™ нератор, выход которого соединен с первым входом ключа, и низкочастот ный фазометр, введены первключатепь запо шнающий блок и адресный счетчик при этом вход переключателя соедине С выходом формирователя сигнала. ОДИН из выходов переключателя через запоминающий блок соединен с первым входом низкочастотного фазометра, а другой с вторым входом низкочастотного фазометра, адресные вход запоминающего блока подключены к выходам адресного счетчика, выход ключа соединен с синхронизирующими входами запоминающего блока и низко частотного фазометра и с счетньм входом адресного счетчика, выход переполнения которого подключен к управляющему входу блока управления, соединенного выходами с управляющими входами переключателя, ключа, адресного, счетчика, запоминающего блока и низкочастотного фазометра, синхронизирующий вход преобразователя спектра сигнала подключен к выходу тактового генератора, а его второй вход соединен с входом опорного сигнала входного коммутатора. На чертеже приведена структлзная электрическая схема высокочастот- ного фазометра. Высокочастотный фазометр, содержапщй входной коммутатор 1, один из входов которого является входом исследуемого сигнала, другой - входом опорного сигнала, а управляющий вход соединен с выходом блока 2 .управления к выходу входного коммутатора 1 последовательно подключены преобразователь 3 спектра сигнала и формирователь А сигнала, а также тактовой генератор 5j выход которого соединен с первым, входом ключа 6, низкочастотный фазо- , метр 7, переключатель 8, запоминающий блок 9 и адресный счетчик 10. Преобразователь 3 спектра сигнала содержит, например, смеситель 11, фильтры 12 и 13, модулятор 14, делитель 15 частоты, усилитель 16. Низкочастотный фазометр 7 состоит, например, из триггера 17, схемы 18 совпадения, счетчика 19. Блок 2 управления включает в себя, например, триггеры 20 и 21, логический элемент И, элемент Ш1И 22 и элемент И 23. Высокочастотный фазометр работает следующим образом. Перед измерением по команде Сброс устанавливаются в исходные (нулевые) состояния адресный счетчик 10 и триггеры 20 и 21 блока 2 управления. При этом нулевой потенциал с прямого выхода триггера 21 устанавливает входной коммутатор 1 в положение, соответствующее подключению к входу преоб разователя 3 спектра сигнала, вход измеряемого сигнала отключен. Этим же потенциалом переключатель 8 подключает выход формирователя 4 к входу запоминающего блока 9. Потенциал с инверсного вькода триггера 21 подается на вход запоминающего блока 9, устанавливая его з режим Запись. В преобразователе 3 спектра сигна ла опорный сигнал фазы СР с частотой ij) преобразуется в низкочастотный сигнал. Для уменьшения ошибки дискре тизации при измерении фазы частота на выходе преобразователя 3 должна быть кратна частоте t тактового генератора 5. Это может быть достигнуто следунзщим образом. Делитель 15 частоты делит частоту ff тактового генератора 5 в п раз. Модулятор 14 модулирует частоту входного сигнала частотой Фильтр 12 вьщеляет из спектра выходного сигнала модулятора 14 сигнал с частотой fjj-f Г7(гши i-o+ir /ч), который-поступает на смеситель 11. Фильтр 13 вьщеляет из усиленного усилителем 16 выходного сигнала смесителя 11 составляющую .с частотой-{j I , которая подается на вход формирователя 4.. Формирователь 4 преобразует синусоидальный .сигнал в сигнал прямоугольной формы типа меандра, фронты которого соответствуют -моментам перехода чере нуль входного синусоидального сигнал а уровни соответствуют нулевому и единичному значениям цифровых элементов, применяемых в устройстве. Измерение начинается при поступле нии команды Пуск на установочный вход триггера 20 блока 2 управления Сигнал с прямого выхода триггера 20 включает ключ 6, в результате чего импульсы с тактового генератора 5 начинают поступать на адресный счетчик 10. Код с выходов адресного счетчика 10 поступает на запоминающий блок 9, определяя адрес ячейки памяти, в которую производится запись информации о значении опорной фйзы в данный момент времени. Синхронизация записи информации в запо№1нающий блок 9 производится тактовым генератором 5. Так как частота тактового генератора 5 в п раз больше, чем выходная частота преобразователя 3 спектра сигнала, то за период информация запишется в п ячеек памяти. Для усреднения ошибок за счет нестабильности измеряемого процесса в запоминающем блоке 9 необходимо записать информацию о нескольких периодах сигнала с выхода преобразователя 3 спектра сигнала (допустим, о k периодах). Тогда необходимая емкость запоминающего блока 9.и, следовательно, адресного счетчика 10 определяются соотношением m г и k ,. После поступления на адресный счетчик 10.и myльcoв происходит его переполнение. Импульс переполнения с выхода адресного счетчика 10 поступает на блок 2 управления, устанавливая триггер 21 в единичное состояние. В резул - тате изменяется потенциал на входе запоминающего блока 9, переводя его в режим Чтение, кроме того, происходит переключение входного коммутатора 1 п переключателя 8. На вход преобразователя 3 спектра сигнала начинает поступать исследуемьй сигнал. Преобразованный сигнал подается на формирователь 4 и далее через переключатель 8 на вход низко-. частотного фазометра 7. На второй вход низкочастотного фазометра 7 подается сигнал, считываемый с выхода запоминающего блока 9. Считывание производится си 1фазно с записью через К периодов после записи путем вторичного заполнения адресного счетчика 10 до его переполнения. Сигнал переполнения адресного счетчика 10 поступает на блок 2 управления, где через элемент И 23 и схему ИЛИ 22 сбрасывает триггер 20 в исходное состояние. В результате происходит выключение ключа 6 и окончание процесса измерений. Низкочастотный фазометр 7 может состоять, например, из триггера 17, схемы 18 совпадения и счетчика 19. Триггер 17 производит форш1рование временных ворот между фронтами сигналов опорной и измеряемой фазы. Импульсы тактового генератора 5 поступают на вход счетчика 19 через схему 18 совпадепия только в течение действия этих временных ворот. При выборе .частоты тактового генератора 5,кратйай 1,зб1, величине число импульсов, записанных в счетчике 19, соответствует измеряемой фазе. Высокочастотный фазометр обеспечивает высокую точность измерений.

ВЫСОКОЧАСТОТНЫЙ ФАЗОМЕТР, содержащий входной ко мутатор, один из входов которого является входом исследуемого сигнала. Другой - входом опорного сигнала, а упранлякщий вход соединен с выходом блока управления, к выходу входного коммутатора последовательно подключены преобразователь спектра сигнала и формирователь сигнала, а также тактовый генератор, вьосод которого соединен с первым входом ключа, и низкочастотный фазометр, отличающийся тем, что, с целью повьппения точности из мерений, введены переключатель, запоминающий блок и адресный счетчик, при этом вход переключателя соединен с выходом формирователя сигнала, один из выходов переключателя через запоминающий блок соединен с первым входом низкочастотного фазометра, а другой - с вторым входом низкочастотного фазометра, адресные входы запоминающего блока подключены к выходам адресного счетчика, выход клича соединен с синхронизирующими входами запоминающего блока и низкочастотного фазометра и с счетным i входом адресного счетчика, выход переполнения которого подключен к СО управляющему входу блока управления, соединенного.выходами с управляющими с входами переключателя, ключа, адресного счетчика, запоминающего блока и низкочастотного фазометра, синхронизирующий вход преобразователя спектра сигнала подключен к выходу тактового генератора, а его второй вход to СП соединен с входом опорного сигнала СП входного коммутатора. ел 4