ВЫСОКОЧАСТОТНЫЙ ФАЗОМЕТР Советский патент 1971 года по МПК G01R25/00 

;1

Изобретение относится к области .фазонзме ;р,ительной техники.

Известны фазометры., ;содержащие в каждом ,из двух .идентичных даналов последовательно включенные согласующий каскад, смеситель, избирательный усилитель, усилительограничитель, .переменный гетеродин с системой автоматической подстройки частоты от .фазо-импульсного детектора, причем выходы усилителя-ограничителя через дифферецирующие распределительные цепи и триггеры .подключены к .стрелочному измерительному -Прибору.

Однако эти устройства .имеют большую аб.-солютную погрешность .пр.и больших фазо;вых сдвигах. При малом сдвиге фаз между исследуемыми сигналами с помош,ью .изменения чувствительности стрелочного индикато,ра возможно более точно про.извести отсчет показаний. Таким образом, абсолютная по.грешность прибора оказывается зависимой от -величины фазового рассогласования исходных сигналов, а ..точнее, от установленного шредела измерения.

Предлагаемое устройство отличается от известных тем, что оно снабжено узлом временных (фазовых) задержек, выполненным в виде лоследовательно включенных генератора опорной частоты, формирователя импульсов, одного ил.и нескольких, напр.имер двух.

делителей частоты и формирователя коротких импульсов, причем выход последнего связан со вторым входом фазо-импульсного детектора (Системы автоматической подстройки

частоты, а дел.ители частоты снабжены дешифраторами, имеющими число выходов, равное коэффициенту деления соответствующего делителя, которые, с помощью переключателей через схему совпадения и формирователь импульсов нагружены на один вход преобразователя длительности импульса в напряжение, ко второму входу которого заведена связь через формирователь .импульсов от усилителя-ограничителя второго канала.

Это позволяет повысить точность измерения сдвига фаз на фиксированной промежуточной частоте.

Блок-схема предложенного устройства представлена на чертелсе.

Устройство состоит лз двух идентичных каналов с последовательно включенными согласующ.им,и каскадами 1 и 2, смесителей 5 и 4, избирательных усилителей 5 и 6, усилителейограничителей 7 и 8, переменного гетеродина

9 системы 10 фазовой автоподстройки частоты, генератора // опорной частоты, формирователей 12 и 13, 14 и 15 импульсов, делителей 16 и 17 частоты, фазопимпульсного детектора 18, дешифраторов 19 и 20, схемы 21 совпадепульса в напряжение, стрелочного измерительного прибора 23, переключателей 24 и 25.

Принцип работы устройства заключается в следующем.

Напряжение с генератора 11 поступает на формирователь 12 импульсов, в качестве которого может быть лспользован, например, триггер Шмитта. Выходные .импульсы форм.иравателя 12 поступают на вход делителя 16, выходы которого соединены с соответствующими входами дешифратора 19. Количество выходов дешифратора 19 равно коэффициенту деления делителя 16. Импульсы делителя 16 постулают на вход делителя 17, который работает аналогично. Если делитель 16 имеет коэффициент деления ««, а делитель 17- «т, то общий коэффициент деления будет «тп. На выходе дешифраторов 19 и 20 соответственно имеем «п и «т выходов с различным 1времениым положением .импульсов. На схему 21 совпадения, .имеющую два ил.и несколько входов, через переключатели 24 и 25 заводятся различные последовательности имлульсов, которые вырабатываются дешифраторами. Изменяя положение переключателей 24 и 25, производят временное смещение выходного импульса схемы 21, относительно импульса формирователя 13, который лрииимается за нулевой. Таким образом, при п 4 и /п 3 получаем дискретность фазового сдвига

, о 360° 360 „QO тп 4-3

Могут быть выбраны и другие значения дискретности фазового сдвига, так например, при т « 6 ф 10° и т. д. Общая временлая (фазовая) задержка импульса схемы 21 может быть олределена выражением:

срО °-(«т:/т + т)(1)

тп

где i - может лринимать значения от О до

п-1, / - может принимать значения от О до

ш-1,

пш -положение лереключателя 24, использующего г-й выход дешифратора 19,

щт - положение лереключателя 25, использующего /-Й выход 20. Так например, при т я 6 с помощью переключателя 24 лроизводится задержка имлульса схемы совпадения через 10°, а с помощью переключателя 25 - через 60°.

Известно, что два синусоидальных напряжения одной и той же частоты лри преобразовании в двухканальном фазометре, имеющем общий гетеродин 9, сохраняют этот фазовый сдвиг на промежуточной (преобразованной) частоте сигнала fnp. С этой целью сигналы, сдвиг фаз между которыми необходимо измерить, лодаются на согласующие каскады / и 2 и далее ,на смесители 3 i 4. При помощи избирательных усил.ителей 5 и

6лроизводится Выделение разностной частоты биений, которая ,с ломощью системы 10 поддерживается равной частоте следования имлульсов формирователя 13. Имлульсы форм.ирователя 13 с ломощью фазо-имлульспого детектора 18 нелрерывно олрашивают усилитель-ограничитель 7 лервого канала и так управляют частотой гетеродина, чтобы в .момент поступления импульса опроса фор.млрователя 13 на выходе усилителя-ограничителя

7мгновенное напряжение было бы равно нулю. Таким образом, в первом канале фазометра осуществляется .непрерывное слежение по частоте и фазе преобразованного сигнала,

поддерживая его фазу равной нулю. Выходные импульсы схемы 21 нелосредственно или через формирователь 14 постулают на вход преобразователя 22 длительности импульса в напряжение (импульсы «старт), на другой

вход преобразователя 22 заводятся через формирователь /5 импульсы «стоп, соответствующие во времели моменту перехода через нуль выходного напряжения усилителя-ограничителя 8. На выходе лреобразавателя 22

вырабатывается напряжение, пропорциональное временному сдвигу между имлульсами «старт и «стоп, которое регистрируется стрелочным измерительным прибором 23, т. е. производит уточнение разности фаз исходных сигналов.

Результирующий угол рассогласования двух синусоидальных напряжений определяется, как сумма показаний фазовой задержки, набираемой лри помощи переключате.тей 24

л 25, и показаний стрелочного лрибора 23, т. е.

360

.г,0

(п /т + - in) + ср

(2)

ин

тп

40 Нри таком построении лрибора погрет ность, вносимая стрелочным индикаторо.у, уменьшается в тп раз.

(3)

Т -где Yun - погрешность стрелочного измерительного лрибора 23.

Используя данную функциональную схему, можно создать высокочастотные фазометры с погрешностью не более 0,1-0,2° в широком диапазоне частот.

Предмет изобретения

Высокочастотный фазометр, содержащий в каждом из двух идентичных каналов последовательно соединенные согласующий каскад, смеситель, избирательный усилитель, усилитель-ограничитель, а также переменлый гетеродин с системой фазовой автоподстройки частоты, подключенный ко вторым входам вышеуказанных смесителей, управляемый от фазо-импульсного детектора, один вход которого подключен к выходу усилителя-ограничителя одного из каналов фазометра, формирователи импульсов, измерительный стрелочный прибор

и генератор опорной частоты, отличающийся тем, что, с целью повышения точности измерения сдвига фаз на ф.иксированной промежуточной частоте, он снабжен узлом временных задержек, выполненным в виде последовательно включенных генератора опорной частоты, формирователя .имлульсов, одного ,или нескольких, например двух, делителей частоты и формирователя коротких .импульсов, причгм выход последнего связан со вторым входом фазо-лмпульсного детектора системы аетоматической подстройки частоты, а делители частоты снабжены дешифраторами, имеющими число выходов, равное коэффициенту деления соответствующего делителя, которые с помощью переключателей через схему совпаден,ия н формирователь импульсов нагружены на один .вход преобразователя длительности импульса в напрял;енпе, ко второму входу которого заведена связь через формирователь

импульсов от усилителя-огранич теля второго канала.