Фазометр Советский патент 1985 года по МПК G01R25/00 

Изобретение относится к измерительной технике, связанной с измерением разности фаз двух электрических колебаний, и может быть использовано при разработке фазометрических устройств, предназначенных для различны с радиотехнических систем,

Целью изобретения является упрощение фаэрмед-раНа чертел| представлена структурная схема предлагаемого устройства : -

Фазометр содержит два преобразователя 1 и 2 частоты. в опорном и информационном каналах с общим гтеродином 3, подключенным ко входам этих преобразователей, последовательно соединенные первый 4 и второй 5 однополосные смесители, широкополосный фазовый детектор 6, управляющий элемент 7, перестраиваемый генератор 8, выход которого подключен к второму входу первого однополосного смесителя 4, первый вход которого соединен с выходом преобразователя 1 в опорHoi4 канале. Первый же вход второго однополосного смесителя 5 подключен к выходу преобразователя 2 частоты в информационном канале. К тому же выход перестраиваемого генератора 8 подключен с одной стороны к второму входу широкополосного фазовдго де-тектора 6 через линию 9 задержки, а с другой - к частотомеру 10.

Фазометр работает следующим образом.

Входные опорный и информационный сигналы с помощью преобразователей 1 и 2 частоты с общим гетеродином 3 преобразуются в колебания с промежуточной частотой Од , причем измеряемая разность фаз i(f, содержащаяся в информационном входном сигнале, без изменения переносится на колебание, вьщеляемое на выходе преобразователя 2 частоты в информационном канале. Колебания с выходов преобразователей i и 2 частоты поступают на первые входы соответственно первого 4 и второго 5 однрполосных смесителей. На второй вход смесителя 4 поступают колебания с перестраиваемого генератора 8 с частотой Ы,. В результате гетеродинирования на выходе этого

200196- i

смесителя выделяются колебания с суммарной co Wa+С0( частотой, которые, в свою очередь, поступают на второй вход смесителя 5. На выходе

5 смесителя 5 вьщеляется сигнал с разностной частотой (О -«0 Ц, который подается на первый вход фазового детектора 6. Таким образом, в результате возвратного гетероди10 нирования измеряемый фазовый сдвиг хр переносится на частоту перестраиваемого генератора 8 ы, . Действительно, полная фаза колебания с частотой GOg равна

VrLwo+w,,,,

где q, - начальная фаза генератора 8, а полная фаза колебаний с частотой . СО, на выходе смесителя 5 равна

(, CO,,-li4

В то же время колебания с выхода перестраиваемого генератора 8 поступают на второй вход фазового 5 детектора 6 через линию 9 задержки. Полная фаза.колебаний на втором входе фазового детектора 6 может быть записана в виде

(,ы,4-.ч,-о),г, J

где время задержки линии 9 задержки .

На выходе фазового детектора 6 в этом случае появляется постоянное Напряжение, пропорциональное разности фаз колебаний, существующих на его входах

U-6Ч )

где и - напряжение на выходе фазового детектора 6,

Это напряжение воздействует на управляющий элемент 7 перестраиваемо-го генератора 8 и изменяет его частоту таким образом, чтобы свести величину u(j) к определенному значению 4(Л, с точностью до аддитивного члена , где k - любое целое чио- ло. На основании приведенных данных мы можем записать выражение, связывающее частоту автоколебаний U| генератора 8 в стационарном режиме от величины измеряемого фазового сдвига icf

bVo + 23-k + u4

0)

гИз вьфажения (1) следует, что частота колебаний генератора 8 при Заданных значениях & (|J и Т, определяется величиной измеряемого фазового сдвига ЛС . Измеряя с помощью частотомера 10 частоту колебаний генератора 8, можно определить значение utf. При измеиении ведичины ьср сдвиг фаз Ы)) между колебаниями, существующими на входах фазового детектора 6, будет отличен от величины ЬЦо +2fk, и вследствие этого на выходе фазового детектора 6 появляется постоянное напряжение, что приводит к перестройке генератора 8 на иную 96 .4 частоту, иа которой вьшолняется условие (1). По изменению частоты генератора 8, регистрируемого частотомером 10, можно судить о величине изменения измеряемого фазового сдвига.J Таким образом, предложенное устройство является более простым, чем известное, так как не содержит целый ряд блоков, как-то: два смесителя, широкополосный и резонансный усилители, каторые являются составной частью известного устройства. В то же время погрешность измерения величины фазового сдвига не ухудшается.

ФАЗОМЕТР, содержащий два преобразователя частоты в опорном и информационном каналах с общим гетеродином, подключенным к входам этик преобразователей, первый и второй однополосные смесители. i первые входь которых соединены соответственно с выходами преобразователей в опорном и .информационном каналах, последовательно соединенные фазовый детектор, управляющий элемент, перестраиваемый генератор, линию задержки и частотомер, подключенный к выходу перестраиваемого генератора, о т л и чаю.щийся тем, что, с целью упрощения фазометра, перестраиваемый генератор подключен с одной стороны к первому входу фазового детектора, вьтолненного широкополосным, через последовательно соединенные первый и второй однополосные смесители, а с другой - к вто(П рому входу указанного фазового детектора через линию задержки.