Высокочастотный фазометр Советский патент 1986 года по МПК G01R25/00 

,1

Изобретение относится к радио- измерительной технике и может быть . использовано для измерения разности фаз высокочастотных сигналов.

, , Цель изобретения - повьшение чувствительности высокочастотного фазометра за счет снижения потерь сигнала при преобразованиях его, что позволяет работать устройству при минимально допустимых входных сигналах.

На фиг.I изображена функциональная схема высокочастотного фазометра на фиг.2 - функциональная схема преобразователя частоты.

Устройство содержит преобразователь Г частоты, гетеродин 2, усилите ли 3 и 4 промежуточной частоты, фазометр 5;Низкой частоты. Преобразователь I частоты состоит из квадратурных ответвителей 6 и 7, смесительных головок 8-,i 1 и сумматоров 12 и 13 сигналов промежуточной частоты ,с переменным весовым коэффициентом суммирования одного из суммируемых сиг- налюв.

В устройстве одни входы 14 и 15 преобразователя частоты являются входами фазометра, другие входы 16 и 17 подключены к выходам гетеродина 2, выходы 18 и 19 преобразователя частоты подключены к входам уси- щтeлeй 3 и 4 промежуточной частоты, ыходы которых подключены к входам низкочастотного фазометра 5.

В каждом канале преобразователя 1 частоты один вход квадратурного

ответви тел я 6. (7) является сигнальым, а другой - гетеродинным вход..;-. выходам квадратурного ответвите- я 6 (7) подключены разнополярные смесительные головки 8 (Ю) и 9 ( 1 1 ) вькоды которых подключены к входам сумматора 12 (13) сигналов промеуточной частоты с переменным коэффициентом суммирования одного из сум мируемых сигналов. Выход 18 (19)

сумматора 12 (13) является одним из выходов преобразователя 1 частоты.

Высокочастотньй фазометр работает следующим образом.

На входы преобразователя 1 частоты поступают высокочастотные исследуемые сигналы и, V , Cos (со t + . + Cf,) и Ug Vj Cos(wt +(2). Указанные сигналы преобразуются на низкую промежуточную частоту в преобразователе 1 частоты, ус шиваются

134312 .

в усилителях 3 и 4 промежуточной частоты. Разность фаз ЛС 1 на промежуточной частоте измеряется фазометром 5.

5 Работа одного канала преобразователя 1 частоты заключается в следующем. На один вход квадратурного ответвителя 6 поступает преобразуемый сигнал, а на другой 10 вход - гармонический сиг-нал гетеродина 2 Ur VfCos( +4). За счет 90 -ного сдвига Фаз на выходах квад- ратурного ответвителя 6 на вход смесительной головки 8 поступает сумма )5 сигналов Cos(cj t + q, ) + - x :x Cos(cOj.t 90°), a на вход смесительной . головки 9 - сумма сигналов j

VV

2Q (wbt..90)+yC05(Ur-t+c n.

Сигналы промежуточной частоты на веглодах смесительных головок 8 и 9 с учетом их противополярного включё шя определяются соответственно выражениями

..l,(cOr-w)t+90 +tfr-U,

г -Кг-Т 4 °- Полученные сигналы синфазньг и суммируются в сумматоре 12, причем за счет переменного весового коэффи- циента суммирования одного из сигнй лов напряжение на выходе сумматора 2 равно

25

30

35

VrVr

: l |--C05(Wpptt 50%t -Cf.

Аналогично на выходе сумматора 13 второго канала преобразователя 1 частоты присутствует сигнал

45

VjVp

2-co5(u,ptt90 +ifr-tf.. ,

После усиления сигналов в усилителях 3 и 4 промежуточной частоты в фазометре. 5 выделяется искомая разность фаз utf 2-4, . В преобразовании сигнала на промежуточную частоту используется вся мощность гетеродина 2, в связи с чем величина К достаточно высока (ее типовое значение составляет -0,2).

В предлагаемом устройстве cdxpat- нена присущая известному устройству высокая развязка каналов преобразователя 1 частоты, а следовательно, высокая точность измерения и широкий динамический диапазон.

Если сигнал в одном из каналов, например, на входе 14 преобразователя частоты V, Cos(ejt +(f,) проникает через квадратурный ответвитель 6 и гетеродин 2 на вход 15 квадратурного ответвителя 7, на входах смесительных головок 10 и 11 соответственно имеют место сигналы

VV

Kj,YC06(cottt,4-- соз («rt срг) 3

V , V усоб (cot-vqi, tqo) + y-cos (Wrt срг + 90°),

где К - развязка входов квадратурного ответвителя 6.

На вьпсодах смесительных головок 10 и II с учетом их противополярного включения имеют место сигналы :

,(«,pitcp,-cp,)j

V, Vr ,

°TT i np - 80%cfr- f,). Полученные сигналы противофазны и ,ри суммировании в сумматоре 13 с определенным ранее весовым коэфициентом взаимно уничтожаются. Анаогичное происходит и с сигналом, проникающим на вход 16 преобразователя 1 частоты через гетеродин 2 з другого канала. Развязка в идеае бесконечна, реально ее величина дБ.

Таким образом, предложенное устройство, сохраняя присущие известному устройству высокую точность измерения, широкий динамический и частотный диапазоны (частотньй диапазон ограничен диапазоном

Д13431

электронной перестройки на. 2),

гетероди- в чувствиимеет преимущество

тельности (минимально допустимом уровне входных сигналов),которое объ- 5 ясн яется существенно меньшими потерями преобразования частоты в предложенном устройстве по сравнению с известным.

10 Формула изобретения

Высокочастотный фазометр, содержащий преобразователь частоты, входы которого являются входами фазометра, гетеродин, выходы которого соединены с другими входами преобразователя частоты, усилители промежуточной частоты, входы которых соединены с выходами преобразователя частоты, и низкочастотньп фазометр, входы которого соединены с выходами усилителей промежуточной частоты, о т- личающийся тем, что, с целью повьшения чувствительности, каждый канал преобразователя частоты вьтолнен из квадратурного ответ

ся входом преобразователя частоты, а другой - гетеродинным входом, двух смесительных головок различной полярности, вхо,цы которых подключены к выходам квадратурного ответвителя, и сумматора сигналов промежуточной частоты с переменным весовым коэфт фициентом суммирования одного из суммируемых сигналов, входы которого подключены к выходам смесительных головок, а выход является выходом преобразователя частоты.

Я

Изобретение относится к радиоизмерительной технике и может быть использрвано для измерения разности фаз эысокочастотных сигналов. Цель изобретения - повышение чувствительности фазометра. Достигается.это путем снижения потерь сигнала при его преобразованиях, что позволяет фазометру работать при минимально допустимых входных сигналах. Фазометр содержит преобразователь 1 час - тоты, гетеродин 2, усипители промежуточной частоты 3 и 4, фазометр низкой частоты 5. Каждый из двух каналов преобразователя I выполнен из квадратурного ответвителя, двух смесительных головок различной полярное ти и сумматора. 2 ил.{j Ю СО 4 СО

@

Редактор Т.Кугрышева

«

Составитель В.Шубин

Техред М.Пароцай Корректор Т.Колб

Заказ 778/55Тираж 730 Подписное

ВНИИ11И Государственного комитета СССР

по делам изобретений и открытий 113035, Москва, Ж-35, Раушская наб., д. 4/5

Филиал ППП Патент, г. Ужгород, ул. Проектная, 4