ДИАПАЗОННЫЙ КОМПЕНСАЦИОННЫЙ ФАЗОМЕТР Советский патент 1972 года по МПК G01R25/04 

Изобретение относится к фазоизмерительной технике и может быть использовано при создании фазометрических устройств.

Известные компенсационные фазометры с преобразованием частоты содержат согласующие устройства, измерительные и установочные фазовращатели, делители частоты, генераторы фикси рованной частоты и фазочувствительные нуль-индикаторы. Недостатками таких фазо.метров являются ручНая настройка гетеродина, требования высокой стабильности к частоте измерительного и гетеродинного напряжений, необходимость автонодстройки частоты и фазы, погрешности от влияния высших гармонических составляющих измерительного сигнала.

Цель изобретения - устранение перечисленных недостатков при сохранении основных достоинств компенсационных фазометров, а также уменьшение ошибок, вносимых фазовым нуль-индикатором вследствие перевода его в режим работы на фиксированной частоте.

Для этого в предлагаемом фазометре в качестве сместителя, сохраняющего фазовые соотношения, используется широкодиапазонный однополосный модулятор (ШОМ), а дополнительный ШОМ автоматически переносит измеряемую в диапазоне частот разность фаз на фактическую частоту.

Фазометр содержит входные согласующие устройства / и 2, шнрокодпапазонные однополосныс модуляторы (ШОМ) 3 и 4, подавитель амплитудной модуляции (ПАМ) 5, фазовый нуль-индикатор 6, делителн частоты с коэффициентом деления т 7 и 8, измерительный фазовращатель 9, установочный фазовращатель 10, генератор фиксированной частоты //.

Фазометр работает следующим образом.

На опорный вход согласующего ycTpoiicTBa 2 поступает гармонический сигнал

Uo(t) -Uo cos (И t

(1)а на из.мерительный - напряжение, содержащее высшие гармоники:

.г-(.-„СОз(/ИО + фх„)(2),

где Uo - амплитуда опорного напряжения; Ux - амплитуда п-ой гармоники измеряемого напряжения; Ф.х„ - фаза п-ой гармоники из tepяeмoгo

напряжения; ш - круговая частота первой гармоники

измеряемого напряжения. Измеряемое напрял еиие через входное согласующее устройство / поступает па измерительный вход ШОМ 3, на опорный вход которого через делитель частоты 8 и фазовращатели Я JO поступает напряжение от генерагоpa фиксированной частоты 11. Это напряжение принимаем равным

U,(f) o(i + i. + где 7ж и YO - начальные положения роторов соответственно измерительного 9 и установочного 10 фазовращателей с учетом коэффициента деления частоты г;

Q-круговая частота генератора фиксированной частоты.

Частота и фаза выходного напряжения ШОМ 5 представляет собой алгебраическую сумму частот и фаз входных сигналов;

ffico-|t+,n +

,QS

+ Ъ+То+ о.

где И (t) -выходное напряжение ШОМ 5;

Фо-начальная разность фаз между

каналами фазометра; / - коэффициент передачи ШОМ. Сигналы (1) и (4) поступают на входы ШОМ 4, который автоматически переносит измеряемую в диапазоне частот разность фаз на фнксированную частоту Q/m, т. е. на входе ШОМ имеем:

Ult , I COS I -+(«- 1) ,„ +

п 1IL

+ Тл- + То + (

Паразитная амплитудная модуляция подавляется с номощью ПАМ 5, выходное напряжение которого имеет вид:

аам() l x COsir + (« D | +

+ + Ъ+То+Г ;+Ж.

где /Спам - коэффициент передачи ПАМ;

Ма - индекс паразитной фазовой модуляции, обусловленной несовершенствсм ШОМ и подавлением амплитудной модуляции;

V - круговая частота паразитной модуляции.

В фазовом инднкаторе 6 происходит перемножение сигналов (6) и (5), причем высокочастотные составляющие подавляются:

бпер - А СОS е -f М., Sin ,(7)

где A jX-/(naM(ncp (Киер - коэффициент передачи пере-мможнтеля);

0 фх+Уж+То + фо

Преобразовывая выражение (7) и выделяя постоянную составляющую, получаем;

t/-Acose-Zo(Al,,),(8)

1де ZO{M,,, )-функция Бесселя нулевого порядка. При идеальных ШОМ

М:. 0 и У Лсо50(9)

Так как измерение производится компенсационным методом, т. е. cos постоянная составляющая будет равна нулю даже при значительных и:1дексах паразитной модуляНИИ. Отсюда следует, что погрешность измерения от качества широкодиаказонных однополоспых модуляторов не зависит, а определяется только точностью задания компенсирующего фазового сдвига.

Предмет изобретения

Диапазонный компенсационный фазометр, содержащий входные согласующие устройства, последовательно включенные установочный п измерительный фазовращатели, генератор фиксированной частоты, делители частоты и фазовый нуль-индикатор, отличающийся тем, что, с целью повышения точности измерения разности фаз в щироком дианазоне частот, он снабжен двумя щирокодиапазонныма однополосными .модуляторами и подавителем амплитудной модуляции, выход которого соедипен с одниз из входов фазового нуль-индикатора, а вход - с выходом последовательно включенных входного согласующего устройства и двух однополосных модуляторов, управляющий вход первого из которых связан с выходом генератора фикснроианпой частоты чсрез установочный и измерительный фазовращатели и делитель частоты, а управляющий вход второго - с выходом второго входного согласующего устройства, нричем другой выход генератора фиксированной частоты через

другой делитель частоты соединен со вторым входом фааового нуль-индикатора.

Uol-kl

-(9)(g)