Фазометр Советский патент 1987 года по МПК G01R25/00 

Изобретение относится к измерительной технике, предназначенной для измерения разности фаз двух электрических колебаний, и-может быть ис пользовано при разработке фазометри- ческих устройств, предназначенных для

различных радиотехнических устройств I

Целью изобретения является повышение точности измерений.

На чертеже показана функциональная схема фазометра.

Фазометр содержит два преобразователя 1 и 2 частоты в опорном и информационном каналах с общим гетероди- ном 3, соединенным с входами этих преобразователей, первый и второй фазовые детекторы 4 и 5, первые входы которых соединены соответственно с выходами преобразователей 1 и 2, а вторые входы - с выходами первого и второго Однополосных смесителей 6 и 7 соответственно, первый и второй перестраиваемые генераторы 8 и 9, входы управления которых-соединены со- ответственно через первый и второй управляющие элементы 10 и 11 с выходами соответствующих фазовых детекторов 4 и 5, линию 12 задержки, включенную между выходом первого перестраиваемого генератора 8 и первым входом второго однополосного смесителя 7, причем выход второго перестраиваемого генератора 9 подсоединен к вторым входам первого и второго однополосных смесителей 6 и 7 непосредственно, а первый вход первого од нополосного смесителя 6 соединен с выходом первого перестраиваемого генератора 8, который, в св ою очередь, соединен с частотомером 13. Перестраиваемые генераторы 8 и 9 с управляющими элементами 10 и 11 выполнены таким образом, что при подаче управляющих сигналов одной величины и одного з нака частоты колебаний генераторов изменяются на одинаковую величину, но в противоположные стороны.

Фазометр работает следующим образом.

Входные опорный и информационный сигналы с помощью преобразователей 1 и 2 с общими гетеродином 3 образуются в колебания с промежуточной час

тотой fg, причем измеряемая разность фаз 4t| , содержащаяся в информационном входном сигнале, без изменения переносится на колебания, выделяемые на выходе преобразователя 2 частоты

в информационном канапе. Сигналы с выходов преобразователей 1 и 2 частоты поступают на первые входы соотт ветственно первого и второго фазовых детекторов 4 и 5, на вторые входы которых поступают сигналы соответственно с выходов, однополосных смесителей 6 и 7. Причем на выходах смесителей выделяются колебания с одинаковой частотой f,.

f. + f, , где f.

, 5д

и f - значения частот соответственно первого и второго перестраиваемых генераторов 8 и 9.

На выходе фазовых детекторов 4 и 5 появляются управляющие сигналы, которые, воздействуя на управляющие элементы 10 и 11, перестраивают генераторы 8 и 9 на некоторые частоты f, и f, значения которых удовлетворяют следующим соотношениям: I

f:

+ f:

где

LO

-9, ч- с, H-Cf 4 + -V, +4, tfi -211 f С,

Ч , и Ч

(1)

2irk;(2)

ср + ,(3)

0

SУ, «V,

5

значения начальных фаз колебаний соответственно первого и второго генераторов 8 и 9;

время задержки линии 12 задержки; начальные фазы колебаний, поданных соответственно на входы преобразователей 1 и 2;. CpQ - некоторый фазовый

сдвиг, зависящий от типа применяемых фазовых детекторов 4 и 5;

- целые числа. . Из соотношений (2) и (3) находят, 5 что величина частоты колебаний первого генератора 8 f равна

f Li 4-± 21: ikiai

. 1

1

но величина Cj j - Vi измеряемая разность фаз bCf . Тогда выражение (4) принимает вид

Oir

(5)

п и

;

(4)

0

5

I ± 2 ikin}. 1 2. Подставив выражение (5) в соот- (1), получают значение час- генератора 9

L E-i TiDiisl

2ir o3

ношение тоты f

fa -ft fo

Измеряя с помощью частотомера 13 частоту колебаний перестраиваемого генератора 8, можно определить величину измеряемого сдвига фаз uqi .

При изменений величины измеряемо- го сдвига фаз на величину S ДЦ нарушается соотношение (3). В результате этого на выходе фазового де- . тектора 5 появляется управляющий сигнал, который, воздействуя на управля ющий элемент 11, изменяет частоту колебаний генератора 9, что, в свою очередь, приводит к нарушению соотношений (1) и (2) и появлению сигнала управления на выходе фазового детек- тора 4. Этот сигнал перестраивает частоту генератора 8. Описанный процес протекает до тех пор, пока генераторы не перестроятся на новые частоты f и f J которые удовлетво-1 ряли бы соотношениям (1), (2) и (3). На основании уравнений (1), (2) и (3 jf ЛФ+ ) +21Г (n-k)

: 5 - .« f.

(6)

u( й. n;:k} 2 --о 2-0-0-3 Из выражений (5) и (6) следует, что частота генератора 8 изменяется на величину

Л f

(

- f

if 21Гс

Измеряя с помощью частотомера 13 приращение частоты генератора 8, можно определить величину изменения фа- зового сдвига.

В устройстве отсутствует возвратное гетеродирование, а нелинейность фазочастотных характеристик фильтров входящих в состав однополосных смеситей 6 и 7, не имеет значения.так как они работают на строго фиксированной частоте fg. Таким образом, в предлоСоставитель М.Катанова Редактор О.Юрковецкая Техред Л.Олейник Корректор С.П1екмар

Заказ 1794/37Тираж 731Подписное

ВНИИПИ Государственного комитета СССР

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

Производственно-полиграфическое предприятие,г.Ужгород,ул.Проектная,4

женном устройстве регулировочная характеристика существенно линейна по сравнению с подобной характеристикой известного устройства, и, следовательно, точность измерения величины фазового сдвига Bbmie.

Формула изобретения

Фазометр, содержащий два преобразователя частоты в опорном и информационном каналах с общим гетеродином, соединенным с входами этих преобразователей, первый и второй однополосные смесители, последовательно соединенные первый фазовый детектор, управляющий элемент, первый перестраиваемый генератор, линию задержки и частотомер,вход которого соединен с выходом первого перестраиваемого генератора, выходом соединенного с первым входом первого однополосного смесителя, а выход линии задержки соединен с первым входом второго однополосного смесителя, при этом выход первого однополосного смесителя соединен с первым входом первого фазового детектора, о тличающий- с я тем, что, с целью повышения точности измерения фазового сдвига, в него дополнительно введены последовательно соединенные второй фазовый детектор, второй управляющий элемент и второй перестраиваемый генератор, выход которого соединен с вторыми входами первого и второго однополосных смесителей, выходы первого и второго преобразователей частоты соединены с первыми входами соответственно первого и второго фазовых детекторов, а второй вход второго фазового детектора соединен с выходом второго однополосного смесителя.

Изобретение относится к измерительной технике. Цель изобретения повьшение точности измерения. Фазометр содержит преобразователи 1 и 2 частоты, гетеродин 3 фазовый детектор 4, однополосныё смесители 6 и 7, перестраиваемый генератор 8, управляющий элемент 10, линию 12 задержки и частотомер 13. В фазометр введены .фазовьй детектор 5, перестраиваемый генератор 9 и управляющий элемент 11. Благодаря этому в фазометре отсутствует возвратное гетеродиро- вание, а регулировочная-характеристи- ка в значительной степени линейна. 1 ил. (Л С