СПОСОБ НАСТРОЙКИ ЧАСТОТЫ ГЕТЕРОДИНА ДВУХКАНАЛЬНЫХ ФАЗОМЕТРОВ С ПРЕОБРАЗОВАНИЕМЧАСТОТЫ Советский патент 1971 года по МПК G01R25/04 

Изобретение относится к области фазоизмерительной техники и может быть использовано в быстродействующих электронных фазометрах, предназначенных для работы в широком диапазоне частот.

Пзвестные способы настройки частоты гетеродина двухканальных фазометров с преобразователем частоты, основанные на сравнении напряжений разностной частоты с напряжением генератора стабильной (кварцованной) частоты, не обеспечивают возможности автоматической перестройки частоты гетеродина в широких пределах из-за узкой полосы захвата и недостаточной устойчивости при больших расстройках. Поэтому применяют комбинированную систему настройки: вначале - ручную с приблизительной настройкой гетеродина, а затем - точную автоматическую с помош,ью фазовой автоподстройки частоты.

Предлагаемый способ позволяет автоматически перестраивать частоту гетеродина при изменении частоты входных сигналов в широких пределах и обеспечивает практическое совпадение разностной частоты фазометра с частотой напряжения генератора стабильных колеоанпй за счет того, что напряжение разностной частоты одного из каналов и напряжение генератора стабильной частоты поочередно с низкой частотой коммутации ограничивают по амплитуде и далее пропускают через фильтр нижних частот с частотой среза, равной частоте стабильных колебании, напряжение разностной частоты другого канала поочередно с тем же напряжением генератора стабильной частоты ограничивают но амплитуде и пропускают через фильтр верхних частот с частотой среза, равной частоте стабильных колебан}1Й, а отфильтрованные напряжения детектируют амплитудными детекторами и выделенные детекторами наирян ения частоты коммутации суммируют, усиливают и подают на управляюш,ее устройство, например двухфазный реверсивный двигатель, питаемый напряжением частоты коммутации, которое связано с нерестраиваемым элементом гетеродина.

На фиг. I приведена функциональная схема двухканального фазометра с преобразованием частоты, поясняюгцая предлагаемый способ; на фиг. 2 - частотные и временные диаграммы напряжений, преобразуемых по этому способу.

Входные сигналы Ь и U- поступают на смесители 1 и 2, на которые воздействует напряжение перестраиваемого по частоте гетеродина 3. Выходные напряжения смесителей подают на узкополосные уснлптелн 4 п 5 разностной частоты и одновременно на одн11 пз входов автоматических переключателей 6 п 7, которые управляются низкочастотным напряжением источника 8 переменного тока (50 или 400 гц). На другие входы переключателей лодано напряжение генератора 9 стабильной частоты UST, на которую настроены усилители 4 и 5.

Выход,юе напряжение переключателя 6 через амплитудный ограничитель W ностунает па фильтр // нижних частот (фиг. 2, а), частота среза которого равна частоте стабильпых колебаний соо, а напряжение переключателя 7 - через амплитудный ограничитель 12 на фильтр 13 верхних частот (фиг. 2,6) с частотой среза, равной также ШоНапряжения разностной частоты на выхода.х смесителей / и 2 в общем случае не равны частоте колебаний генератора 9. Ноэтому на фильтры 11 и 13 воздействуют пакеты напряжений равных амплитуд (после амнлитудкого ограничения), но разных частот. Если выходное напряжение смесителя разпостной частоты (Ор больше частоты стабильных колебаний о)о (фиг. 2, а), то на выходе фильтра нижних частот возникнет амплитудно-модулированное напряжение (фиг. 2, в), так как напряжение разностной частоты Шр будет проходить через фильтр с большим затуханием. В это же время выходное напряжение фильтра верхних частот будет иметь незначительную глубину модуляции, так как напряжение частоты ыр в нолосе прозрачности фильтра будет ослабляться незначительно (фиг. 2,г).

Амплитудно-модулированные колебания детектируются амнлитудными детекторами 14 и 15, в результате чего образуются низкочастотные напряжения частоты коммутации (фиг. 2, (3 и е), находящиеся в противофазе. После суммирования низкочастотных напряжений в сумматоре 16 образуется разностное напряжение, амплитуда которого пропорциональна разности частот сравниваемых напряжений.

Разностное нанряжение усиливается в усилителе переменного тока /7 и воздействует на управляющую обмотку двухфазного реверсивного микродвигателя 18, обмотка возбуждения которого питается непосредственно от источника 8 переменного тока.

Вал двигателя механически соединен с перестраиваемым элементом гетеродина, например ротор конденсатора переменной емкости. Двигатель вращается до тех пор, пока частота разностных колебаний на выходах смесителей 1 н 2 совпадет с частотой генератора 9. В этом случае исчезнет модуляция как на выходе фильтра 11, так и на выходе фильтра 13, и двигатель 18 останавливается.

Если частота разностных колебаний станет меньще частоты стабильных колебаний генератора 9 (й)), то большая глубина модуляции будет в вы.ходном напряжении фильтра 13. При этом фаза нанряжения частоты коммутации на выходе сумматора 16 изменяется

на 180°, и двигатель вращается в иротивоположную сторону.

При равенстве частот сравниваемых напряжений температурные, вре.менные и другие изменения характеристик фильтров и детекторов и других звеньев не могут обусловить появление управляющего напряжения частоты коммутации. Поэтому рассмотренный способ обеспечивает высокую точность настройки частоты гетеродина. Поскольку требования к

фильтрам нижних и верхних частот не жесткие, то их можно легко выиолнить широкополосными и, тем самым, обеспечить широкую полосу захвата системы автоматической пастройки частоты гетеродина.

Предмет изобретения

Способ настройки частоты гетеродина двухканальных фазометров с преобразованием частоты, основанный на сравнении ианряже 1ий разностной частоты с напряжением генератора стабильной частоты, отличающийся тем, что, с целью обеснечения автоматической перестройки частоты гетеродина в широких нределах,

нанряжение разностной частоты одного из каналов и напряжение генератора стабильной частоты ноочередно с низкой частотой коммутации ограничивают по амплитуде, пропускают через фильтр нижних частот с частотой

среза, равной частоте стабильных колебаний, напряжение разностной частоты другого канала иоочередпо с тем же напряжением генератора стабильной частоты ограничивают но амплитуде, пропускают через фильтр верхних

частот с частотой среза, равной частоте стабильных колебаний, отфильтрованные напряжения детектируют, выделяют из mix напряжения частоты коммутации, которые в противофазе суммируют, разностное напряжение

усиливают и подают на управляющее устройство, связанное с нерестраиваемым элементо.м гетеродина.

,

U2

h-

4 /

/7

{jLT

-Lf.