Фазометр Советский патент 1987 года по МПК G01R25/00 

Изобретение относится к фазомет- рии и может применяться при измерени сдвига фаз одиночных коротких радио- импульсов, а также непрерывных сигналов при малом времени обращения к ним.

Цель изобретения - повыгаение быстродействия устройства.

На фиг.1 изображена схема фазометра;, на фиг.2 - диаграммы сигна- лов для случая, когда m 8,

Фазометр содержит идентичные ка- Hajibi 1 и 2, к выходам которых подключен фазоизмеритель 3, формирователь 4 строб-импульсов, соединенный входом с входом канала 2 и имеющий основные 5,6 и дополнительные 7,8 выходы, последние соединены с управляющими входами соответственно генератора 9 и дополнительно введен- кого ключа 10.

Генератор 10.выполнен двухчастот- ным и имеет два выхода. На выходе, , соединенном с формирователем 4, час тота импульсов равна F m F, где п и F - число точек дискретизации и частота заполняющего колебания входного радиоимпульса фазометра соответственно. На другом выходе -

манипулирована 7, при его наличии а при его отсут

Какдьш канал фазометра содержит последовательно включенные двухпо- зиционные ключи П и 12, т-элемент- ные приборы 13 и 14 с зарядовой связью (ПЗС), сумматор 15, фильтра 16 низкой частоты (ФНЧ). ПЗС пред- ставляет собой устройство дискретизации и сдвига аналоговой информации, выполняемых под действием тактовых импульсов, С помощью ключа 1 (12) вход ПЗС 13 (14) коммутируется либо на вход канала, либо на выход ПЗС. В первом случае организуется запись входного радиоимпульса ) в ПЗС, во втором - его считьюание.. Коэффициенты передачи обоих ПЗС ус- тановлены равными единице. В отсутствие импульсов записи с выходов 5 и 6 ключи находятся в положении, при котором вход и выход каждого ПЗС соединены. Тактовые входы ПЗС 13 и 14 соединены с выходами ключа 10 и генератора 9 соответственно (фиг.2, сигналы 17,18). Выходы ПЗС 13 и 14 соединены через сумматор 15 и ФНЧ 16 с

выходом канала. Формирователь 4- строб-импульсов вьтолняет функцию блока управления.

Устройство работает следующим образом.

Исследуемые сигналы, например РИ с гармоническим наполнением, посту- Пс1ют на входы каналов 1 и 2.

В каждом канале фазометра в течение действия импульсов с выходов 5 и 6 РИ поступают на входы ПЗС 13 и 14. Одновременно на каждый ПЗС подается m тактовых импульсов для ПЗС 13 действующих в моменты .времени t ,t,...,tg, а для ПЗС-14 - в моменты t, jt ,. . . ,,t,o (фиг.2 ,сигналы 17,18). Пусть фаза заполняющего колебания РИ в момент t, равна (.р, . Тогда указанным моментам времени соответствуют выборки РИ, записываемые в ПЗС 13 и 14, начиная соответственно с фазы LP, и9,+ || /2. Путем блокировки тактовьх импульсов ПЗС 13 (размыкание ключа 10 под действием импульса с выхода 8 фаза tfj запомненного в нем колебания сохраняется к началу интервала считывания (момент t,| ,фиг ,. 2) .

Частота тактовых импульсов в цикле считьшания (t t ,, ) выбрана FQ 1 /t, где Zr - постоянная времени запоминания ячеек ПЗС. Если такому же соотнощению удовлетворяет частота F, (т.е. F,/t), тогда считанные сигналы на выходах ПЗС 14 есть ступенчатые копии сигналов вида

2 lr

U,,(t) .t -cf,);

m

U,(t) sin -(,).

Ha частотах F, соизмеримых с l/ o, .начальные фазы приобретают паразитные приращения А„ и L, обусловленные уменьшением значений выборок сигналов к моменту начала считьшания за счет разряда конденсаторов памяти в ПЗС. Знак и значение погрешности зависит от начальной фазы запомненного сигнала, причем для фаз различающихся по /2 они близки по значению и противоположны по знаку, т.е. й(, -U12 С учетом этого начальные фазы и , (t) и и, (t) будут

(Л, tp, +Л„ ; V,2 Cf, + f/2 -д,,

12

где ц;,, и с, - действующий фазовый

сдвиг,

Выходные сигналы ПЗС 13 и 14 суммируют в сумматоре 15, а затем фильтруют в ФНЧ 16, Фаза суммарного сиг- нала на выходе канала равна

( + Cf „) /2 IT /4 + Ч, +

В канале 2 выполняется аналогичное преобразование второго РИ, т.е. в течение времени обращения запоминают 1,25 m выборок. Путем считывания двух групп выборок формируют, а затем суммируют две ступенчатые копии входного РИ. С помощью ФНЧ 16 выделяют основную гармонику суммарного сигнала, фаза которой равна

й,,-Ь

2

и - +,0 + Aztl ii L If2 - /4 + Ч а +

Фазоизмеритель 3 измеряет фазовый сдвиг выходных сигналов каналов 1 и 2, т.е.

V, (р.) кг (

Поскольку/Ь„/ /й,г|, а /д, / /b,,J то 9, -V равно искомому фазовому сдвигу ср, - t| заполняющих колебаний РИ, где Д 2, и UL 52 - фазовые приращения, паразитные приращения фазы основной гармоники сигнала.

Таким образом, повышение быстродействия достигается благодаря введе нию сумматора, что приводит к достаточности одного измерения фазового сдвига (против двух, характерных для известного устройства) при сохранении точностных характеристик устройства на уровне известного. Достижение надежности устройства достигнуто благодаря введению всего

5

.

W

0

5

0

5 0

двух ключей и двух ПЗС взамен блоков из 1,25 m быстродействующих ключей и 1,25 га запоминающих устройств. Формула изобретения

Фазометр, содержащий формирователь строб-импульсов, генератор импульсов , Фазоизмеритель и включенные между входами устройства и входами фазоизмерителя два идентичных канала, каждый из которых имеет на выходе фильтр нижних частот, а на входе последовательно соединенные блоки ключей и элементы памяти, причем сигнальный и управляющие входы блока ключей соединены соответственно с входом канала и выходами формирователя строб-импульсов, отличающийся тем, что, с целью повышения быстродействия, в него введены ключ и в каждый канал - сумматор, выход которого соединен с входом фильтра низкой частоты, элементы памяти вьшолнены в виде двух т-эле- ментных приборов с зарядовой связью а блок ключей - в виде двухпозицион- ных ключей, каждьй из которых имеет дополнительный сигнальный вход, соединенный с выходом прибора с зарядовой связью, выходы которых соединены с входами сумматора, а их тактовые входы один непосредственно, а второй через введенный ключ соединены с

генератором импульсов, формирователь строб-импульсов снабжен двумя дополнительными выходами, один из которых соединен с генератором импульсов, другой с управляющим входом ключа, выход генератора импульсов соединен с входом формирователя строб-импульсов , второй вход которого соединен с одним из входов устройства.

Изобретение может быть использовано при измерении сдвига фаз одиночных коротких радиоимпульсов, а также непрерьтных сигналов при малом времени обращения к ним. Цель изобретения - повышение быстродействия устройства. Фазометр содержит фазоизмеритель 3, формирователь 4 строб-импульса, генератор 9 и идентичные каналЬ 1 и 2. Каждый .канал 1 и 2 включает двухпозиционные ключи II и 12, т-злементные приборы I3 и 14 с зарядовой связью и фильтр 16 низкой частоты. Благодаря введению в каждый канал 1 и 2 сумматора 15 достаточно одноразовое измерение фазового сдвига при сохранении точностных характеристик. Надежность устройства повьшается за счет введения ключа 10 и использования приборов 13 и 14 с зарядовой связью. 2 ил. с « Фиг.1