Высокочастотный фазометр Советский патент 1989 года по МПК G01R25/00 

h

эо ел

Изобретение относится к радиоизмерительной технике и является усовершенствованием изобретения по авт.св. h°- 1213431. Цель изобретения- расширение частотного диапазона - достигается введением частотомера 4, с помощью которого в блоке 2 преобразования частоты устанавливаются величины коэффициентов передачи и фазовых сдвигов каналов, соответствующие частоте входного сигнала. Высокочастотный фазометр содержит также гетеродин 1, усилители 6 .и 7 промежуточной частоты и низкочастотный фазометр 8, 3 ил.

Ю

1

Изобретение относится к радиоизмерительной технике и может быть использовано для измерения разности фаз высокочастотных сигналов,

Цель изобретения - расширение чатотного диапазона.

На фиг.1 изображена функциональная схема высокочастотного фазоме;т- ра; на фиг.2 - функциональная схема блока преобразования частоты; на фиг.З - функциональная схема блока памяти.

Высокочастотньм фазометр содержи гетеродин 1, блок 2 преобразования частоты, блок 3 памяти, цифровой чатотомер 4, блок 5 памяти, усилители 6 и 7 промежуточной частоты и ни кочастотньм фазометр 8,

Блок 2 преобразования частоты соСигналы на входах 24 и 25 фазомет- JC Р путем преобразования по первой гармонике гетеродина 1 переносятся на низкую промежуточную частоту в блоке 2 преобразования частоты. Усиленные в усилителях 6 и 7 промежуточной частоты сигналы поступают на входы низкочастотного фазометра 8, в котором происходит определение разности фаз.

Процесс преобразования сигналов

20

стоит из квадратурных ответвителе;й 9 и 10, смесительньк головок 11-14, аттенюаторов 15 и 16, фазовращателей J 7 и 18 И:сумматоров 19 и 20 сигналов промежуточной частоты с пере- 25 происходит следующим образом, менным весовым коэффициентом одного В смесительных головках 11 (13) и

12 (14) происходит смешивание входных сигналов , cos((0t+tf,) t и U ((,}t-«-C| 2)t с гетеродинным сигна- 2Q лом Vr.cos(Ci3p+q p)t. Сигналы промежуточной частоты на выходах смесительиз суммируемых сигналов,

Блоки 3 и 5 памяти содержат по- стоянньй запоминающий блок 21 и циф- роаналогойые преобразователи (ЦДП) 22 и 23.

Входы 24 и 25 блока 2 преобразования частоты являются бходами фазометра. Входы 26 и 27 блока 2 преобразования частоты подключены к выходам гетеродина 1. Выходы блоков 3 и 5 памяти соединены по шинам 28, 29 и 30, 31 с аттенюаторами 15, 16 и фазовращателями 17 и 1В. Выходы 32 и 33 преобразователя 2 частоты подключены к Входам усилителей 6 и 7 промежуточной частоты, выходы которых подключены к входам низкочастотного фазометра 8, Вход цифрового частотомера 4 подключен к входу 25 блока 2 преобразования частоты, а его вько- ды - к адресным входам блоков 3 и 5 памяти. В калздом канале блока 2 преобразования частоты к выходам кв;здра турного .ответвителя 9 (10) подключены смесительные головк.и 11 (13) н 12 (14) различной полярности. Выход головки и (13) подключен к одному из из входов сумматора 19 (20) сигн,алов промежуточной частоты, а выход голов35

40

45

50

ных Головок 11 и 12 с учетом их про- тивополярного включения равны

Kr-J («,-«) t+90%tf,-f|. ; (1)

ГГ (r-w)t+90°+ACj +Cf,-tp,, (2)

где К, и К - коэффициенты передачи сигнала от входа 24 блока 2 преобразования частоты до выходов смесительных головок 11 и 12;

йЦ) - отличие фазового сдвига сигналов в квадратурном ответзителе от 90°.

Козффициент передачи аттенюатора 15 устанавливается равным величине Kf/K, а фазбвьй сдвиг, вносимый фазовращателем 17, устанавливается равным -Щ, Тогда сигналы на входах сумматора 19 равны и синфазны

K, i--(Wr-)t+90%q,-U . ; (3)

55

К

YiVr

4

Кг ViVr К.

(iJr-)t-i-90° +UM -Iки 12 (14) через последовательно сое

55

Кг ViVr К.

(iJr-)t-i-90° +UM -Iдиненные аттенюатор 15 (16) и фаз о- +tpf-(f, - MfJ

вращатель 17 (18) подсоединен к дру- ; а напряжение на выходе сумматора

гому входу сумматора J9 (20). Выходы равно

сумматоров 19 и 20 являются выходами 32 и 33 блока 2 преобразования частоты.

В блоках 3 и 5 памяти входы постоянного запоминающего блока 21 являются входами блоков выходы постоянного запоминающего блока 21 подключены ко входу ЦА11 22 и 23, выходы которых соединены по шинам 28, 29 и 30, 31 с выходами блоков 3 и 5 памяти.

Высокочастотный фазомер работает следующим образом.

Сигналы на входах 24 и 25 фазомет- Р путем преобразования по первой гармонике гетеродина 1 переносятся на низкую промежуточную частоту в блоке 2 преобразования частоты. Усиленные в усилителях 6 и 7 промежуточной частоты сигналы поступают на входы низкочастотного фазометра 8, в котором происходит определение разности фаз.

Процесс преобразования сигналов

происходит следующим образом, В смесительных головках 11 (13) и

ных Головок 11 и 12 с учетом их про- тивополярного включения равны

Kr-J («,-«) t+90%tf,-f|. ; (1)

ГГ (r-w)t+90°+ACj +Cf,-tp,, (2)

где К, и К - коэффициенты передачи сигнала от входа 24 блока 2 преобразования частоты до выходов смесительных головок 11 и 12;

йЦ) - отличие фазового сдвига сигналов в квадратурном ответзителе от 90°.

Козффициент передачи аттенюатора 15 устанавливается равным величине Kf/K, а фазбвьй сдвиг, вносимый фазовращателем 17, устанавливается равным -Щ, Тогда сигналы на входах сумматора 19 равны и синфазны

K, i--(Wr-)t+90%q,-U . ; (3)

55

К

YiVr

4

Кг ViVr К.

(iJr-)t-i-90° +UM -I(4)

(c).-). 5) Если сигнал нз одного канала проникает в другой через гетеродинные цепи (например, на вход 26 блока 2 преобразования частоты), то на выходах смесительных головок 11 и 12 имеют место сигналы

K,K,-|--2-cos(Ur-U),-C|, W

14

K,K,| fHtl + -fr -Ч.1 .

(LOr)

t + 180 -I(7)

Как видно из формул (6) и (7) си

налы с выходов смесительных головок 11 и 12 отличаются по амплитуде и н противофазны. Различия сигналов тем больше, чем шире диапазон частот. Следовательно, для расширения диапа зона частот устройства необходимо добиться равенства по амплитуде и противофазности сигналов на выходах смесительных головок 11 и 12, При оговоренных значениях коэффициента передачи аттенюатора 15 и фазового сдвига, вносимого фазовращателем 17 ; сигналы на входах сумматора 19 рав- ;ны по амплитуде и противофазны и пр суммировании уничтожаются,

Равенство коэффициента У./K передачи аттенюатора 15 и фазового сдвига -ЛСр, вносимого фазовращателем 17, вьтолняется в широкой полосе частот запоминанием в дискретных точках диапазона частот этих величи в постоянном запоминающем блоке 21 блоков 3 и 5 памяти. Установление соответствия содержимого ячеек памяти постоянного запоминающего блока 21 значениям К,/К и -Atp на какой либо чабтоте осуществляется по адресным входам блоков 3 и 5 памяти цифровым кодом значения частоты высокочастотного сигнала, измеряемым

5815

частотомером 4. Цифровые сигналы с выходов постоянного запоминающего блока 21 преобразуются в аналоговую форму в 1Ш1 22 и 23 и поступают на управляющие входы аттенюатора 15 (16) и фазовращателя 17 (J8).

Но сравнению с прототипом в предлагаемом устройстве расширяется диапазон частот, в котором сигнал, про- айкающий из другого канала, не создает на выходе сумматора 19 сигнала промежуточной частоты за счет взаимной компенсации сигналов на его вхо10

Дах

Таким образом, предложенное уст- ррйство, сохраняя присущие известно- му высокочастотному фазометру высокую точность измерения, широкий дина- мический диапазон, высокую чувствительность, обладает более широким частотным диапазоном, что расширяет область применения прибора,

Формула изобретения

по а ю

0

Высокочастотный фазометр авт,св, К 1213431, о т л и ч щ и и с я тем, что, с целью расширения частотного диапазона, в него дополнительно введены цифровой частотомер, вход ко торого подключен к одному из входов фазометра, два блока памяти, адресные входы которых подключены к выходам цифрового частотомера, а в каждом канале преобразователя частоты между выходом одной из смесительных головок и входом сумматора сигналов промежуточной частоты

0 с переменным весовым коэффициентом одного из суммируемых сигналов установлены последовательно соединенные аттенюатор и фазовращатель, управляющие входы которых подключены к выхо5 Дям блока памяти.

г9

Составитель Л.Катанова Редактор Л.Пчолинская Техред А.Кравчук Корректор И.Муска

Заказ 941/46

Тираж 7Л

ВШШт Государственного комитета по изобретениям н открытиям при ГКНТ СССР 113035, Москва, Ж-35, Раушская наб., д. 4/5

8(30)

9f3l}

Подписное