Устройство для измерения сдвига фаз в фазоманипулированном сигнале Советский патент 1990 года по МПК G01R25/00 

ел

оэ

4

сл

с&

Изобретение относится к радиоизмерительной технике и может быть использовано в аппаратуре связи.

Цель изобретения - повышение точ- ности измерений.

На чертеже представлена блок-схема устройства.

Устройство содержит усилитель промежуточной частоты (УПЧ) 1,первый перемнржитель 2, полосовой фильтр 3, второй перемножитель 4, узкополосный фильтр 5, регулируемый фазовращатель 6, фазовый детектор 7, нуль-индикатор 8, причем последовательно сое- динены УПЧ 1, первый перемножитель 2, полосовой фильтр 3, второй перемножитель 4,второй вход которого соединен с вторым выходом УПЧ 1, а выход через узкополосный фильтр 5 соединен с вторым входом первого перемножителя 2, а также последовательно соединенные регулируемый фазовращатель 6, вход которого соединен с дополнительным выходом узкополосного фильтра 5, фазовый детектор 7 и нуль-индикатор 8, а. второй вход фазового детектора 7 соединен с третьим выходом УПЧ 1.

Устройство работает следующим образом.

Принимаемый ФМН-сигнал представляет собой колебание, состоящее из элементарных радиоимпульсов одинаковой амплитуды, длительности и частоты, примыкающих друг к другу, фаза кото- рых может принимать любое из N заданных кодом дискретных значений относительно фазы одного из радиоимпульсов, С выхода УПЧ 1 на вход первого множителя 2 поступает ФМН-сиг- нал

- Uc(t) Uc-cos ovt + 4V(t) ,

где Uc,СОС - амплитуда и частота

сигнала;

4K(t) - манипулируемая составляющая фазы, причем (t) const при

Ktgrftt с (К + lyfcjH может изменяться скачком

vb.

при t К с3, т.е. на границах между элементарными посылками; ig - длительность посылок. На второй вход первого перемножителя 2 с выхода узкополосного фильтра 5 подается опорное напряжение той же частоты

0

$ 0

5

0

5

U0(t) U0cosu)Kto

В результате перемнОжьния указанных напряжений получаем высокочастотное напряжение суммарной частоты,которое выделяется полосовым фильтром 3 и подается на вход второго перемножителя 4, Оно имеет вид

U((t) U, + М (t),

где IIt 0,5K UcUej

К - коэффициент передачи первого перемножителя 2.

На второй вход второго перемножителя 4 поступает ФМН-сигнал с второго выхода УПЧ 1, который имеет этот же вид, что и сигнал на входе первого перемножителя 2, В результате перемножения указанных напряжений получаем напряжение разностной частоты, которое выделяется узкополосным фильтром 5 и используется в качестве опорного напряжения для первого перемножителя 2, ас дополнительного выхода узкополосного фильтра 5 поступает на вход регулируемого фазовращателя 6. Оно имеет вид

Ufj(t) U0.cosuOiCfc,

где Uо 0,5 KeIJaU ;

К, - коэффициент передачи второго перемножителя 4. При прохождении через регулируемый фазовращатель 6 данное напряжение приобретает дополнительный фазовый сдвиг и поступает на вход фазового детектора 7 в качестве опорного колебания. Он имеет вид

Uu(t) Uo-cosfott + %),

где дополнительный фазовый

сдвиг, приобретаемый опорным напряжением при прохождении последнего через регулируемый фазовращатель, причем может принимать любое значение в диапазоне - от 0 до 360°.

На второй вход фазового детектора 7 поступает ФМН-сигнал с третьего выхода УПЧ 1, который имеет тот же вид, что и на входе первого перемножителя 2„

В результате взаимодействия этих сигналов в фазовом детекторе 7 на его выходе будет низкочастотное напряжение, пропорциональное разности

5-1

фач этих сигчллов, например, в виде осциллографа:

U9(t) иэ . ,- iMt),

где Uj 0,5K3UCU0;

K-j - коэффициент передачи фазового детектора 7, Полученное выражение будет принимать нулевые значения в тех случа ях, когда сдвиг фаз между сигналами, T.e.fLfcp - (t)l, будет равен 90°. Знак этой разности можно не учитывать, так как косинус является четной функцией, «база /(t)/ может принимать каждый раз одно из возможных значений M I , Ч ° ,4. Фаза с помощью регулируемого фазовращателя 6 может принимать любые значени в диапазоне от 0 до 360°, значит,она может принимать значения, равные n(t)j но сдвинутые на 90 относительно их значения, т.е. Ц + , +90°, Cf8.+90°,...,Cj |4+900.

Отсюда следует, методика измерений фаз в ФМН-сигнале. При изменении фазы регулируемым фазовращателем 6 в точках, когда (t) +90°, сигнал TJ3(t) на гыходе фазового детектора 7 будет принимать нулевые значения, что фиксируется при помощи нуль-индикатора 8, При этом показания на шкале регулируемого фазовращателя 6, соответствующие нулевым отметкам нуль-индикатора 8, будут принимать значения ,+90°, , +90°,..Э, +90°, что соответствует фазам радиоимпульсов в ФМН-сигнале, хотя и увеличенных на

а их разность по отногаению к

90е

5

JQ 0

5

0

5

0

соседним по значению фазам либо по отношению к одной из фаз соответствует реальным фазовым сдвигам в радиоимпульсах ФМН-сигнала.

Таким образом, устройство позволяет повысить точность измерения сдвига фаз в ФМН-сигнале как за счет непосредственного измерения этих фаз, так и за счет независимости этих измерений от коэффициента передачи фазового детектора и уровней амплитуд сигнала и опорного колебания, так как измерения проводятся при нулевых значениях уровня выходного сигнала фазового детектора.

Формула изобретения

Устройство для измерения сдвига фаз в фазоманипулированном сигнале, содержащее последовательно соединенные усилитель промежуточной частоты, первый перемножитель, полосовой фильтр,второй перемножитель, второй вход которого соединен с вторым выходом усилителя промежуточной частоты, а выход через узкополосный фильтр соединен с вторым входом первого перемножителя, отличающееся тем, что, с целью повышения точности измерения, в него введены последовательно соединенные регулируемый фазовращатель, вход которого соединен с дополнительным выходом узкополосного фильтра, фазовый детектор и нуль-индикатор, а второй вход фазового детектора соединен с третьим выходом усилителя промежуточной частоты.

Изобретение относится к радиоизмерительной технике и может быть использовано в аппаратуре связи. Целью изобретения является повышение точности измерений. Устройство содержит усилитель 1 промежуточной частоты, первый перемножитель 2, полосовой фильтр 3, второй перемножитель 4, узкополосный фильтр 5, регулируемый фазовращатель 6, фазовый детектор 7, нуль-индикатор 8. Поставленная цель достигается за счет непосредственного измерения сдвига фаз ФМН-сигнала, а также за счет независимости этих измерений от коэффициента передачи фазового детектора и уровней амплитуд измеряемого и опорного колебаний, так как измерения проводятся при нулевых значениях уровня выходного сигнала фазового детектора. 1 ил.

Редактор М.Циткина

Составитель М.Катанова Техред Л.Олийнык

Заказ 1157

Тираж 543

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

Корректор Н.Ревская

Подписное