ФАЗОМЕТР Советский патент 1974 года по МПК G01R25/00 

1

Изобретение относится к области фазоизмерительной техники.

Известны фазометры без преобразования частоты, содержащие усилители-ограничители, измерительное устройство и индикатор.

Такие фазометры могут работать только в том случае, если сигналы на входах фазометра являются непрерывными колебаниями, так как иидикатор (стрелочный или цифровой) измеряет среднее значение выходных илгпульсов измерительного устройства, длительность которых пропорциональна сдвигу фаз между входными напряжениями, а частота следования этих импульсов, равна частоте входных напряжений; для работы в импульсном режиме и тем более при однократном воздействии коротких радиоимпульсов, длительностью 1 - 10 мксек, такие фазометры совершенно непригодны. Кроме того, короткое время действия напряжения, в котором заключена информация об исследуемом фазовом сдвиге на выходе измерительного устройства, также равное 1 -10 мксек, не позволяет передать ииформацию об исследуемом фазовом сдвиге в электронно-вычислительную машину (ЭВМ) для запоминания и дальнейшей обработки.

Цель изобретения - обеопечение возможности измерения разности фаз радиоимнульсных сигналов как при многократном, так и при однократном воздействии радиоимпульсов

стрелочным или цифровым индикатором и передачи данных в Э;ВМ для запоминания и дальнейшей обработки.

Это достигается введением в каждый канал предлагаемого фазометра схемы -стробирования, амплитудного детектора, когерентного гетеродина и схемы формирования управляюш,их импульсов, причем входы схемы стробирования и амплитудного детектора подключены к выходу усилителя ограничителя, а выход схемы стробирования - ко входу когерентного гетеродина, выход которого подключен к измерительному устройству, а выход амнлитудного детектора подключен ко входу

схемы формирования управляющих импульсов, выходы которой подключены к схеме стробирования и когерентному гетеродину.

Кроме того, для расширения частотного диапазона фазометр снабжен в канале блоком контуров и регулятором длительности строба, причем регулятор длительности строба подключен .к схеме формирования управляющих импульсов, а блок контуров подключен к когерентному гетеродину и механически связан с регулятором длительности строба.

Блок-схемы двух вариантов предлагаемых фазометров приведены на фиг. 1 и 2.

Фазометр, показанный на фиг. 1, содержит

усилители-ограничители J и 2, схемы стробирования 3 и 4, амплитудные детекторы 5 и б, когерентные гетеродины 7 и 8, схемы 9 и 10 формирования управляюидих импульсов, измерительное устройство 11, вндикатор 12.

Радиоимпульсные напряжения, разность фаз между которыми необходимо измерить, подаются на входы усилителей-ограничителей / и 5. Коэффициент усиления усилителей-ограничителей должен быть выбран так, чтобы ограничение имело место при минимальных амплитудах входных радиоимпульсов. Радиоимпульсы с ПОСТОЯННОЙ амплитудой с выходов усилителей-ограничителей 1 и 2 подаются на входы схем стробирования и 4 и амплитудных детекторов 5 и б. Огибающие радиоимпульсов с выходов амплитудного детектора поступают на схемы 9 и JO формирования управляюш;их импульсов. Эти схемы вырабатывают Прямоугольные импульсы стробов, которые подаются на схемы стробирования и 4, и импульсы срыва колебаний, .которые подаются на когерентные гетеродины 7 и S. Длительности импульсов стробов раВНЫ длительностям нескольких периодов колебаний в радиоимпульсах и определяются амплитудами напряжений на выходах усилителей-ограничителей и величинами эквивалентных добротностей контуров когерентных гетеродинов. На выходе схем стробирования выделяются радиоимпульсы, длительности которых равны длительностям импульсов стробов. Эти радиоим пульсы Поступают на входы когерентных гетеродинов 7 и 5. ;Когерентные гетеродины представляют собой генераторы, находящиеся в недовозбужденном состоянии, которые возбуждаются при воздействии на них радиоимпульсов, лричем фазы возбужденных колебаний определяются фазами возбуждающих радиоимпульсов. Поэтому разность фаз между колебаниями -когерентных гетеродинов будет раВна разности фаз входных радиоимпульсов. Напряжения с выходов когерентных гетеродинов подаются на выходы измерительного устройства 11, выходное напрял ение которого, пропорциональное разности фаз между вход.ными радиоимпульсами, измеряется индикатором 12. Колебания когерентных гетеродинов 7 и § необходимо прекратить к появлению следующих входных радиоимпульсов. Для это.го 1на них Подаются имиульсы срыва со схем 9 и 10. Импульсы срыва Должны запаздывать на величину 100 мксек - 1 мксек относительно моментов появления входных радиоимпульсов в том Случае, если в качестве индикатора используется цифровой вольтметр с лреобразователем для передачи данных в ЭВМ. Для быстродействующих а.налогоцифровых преобразователей этот промежуток времени является достаточным для -получения цифровой индикации и передачи данных в ЭВМ.

При использовании стрелочного индикатора импульсы срыва колебаний когерентного гетеродина подаются непосредственно перед появлением последующих входных радиоимпульсов, благодаря чему при мнотократном

воздействии радиоимпульсов на входах измерительного устройства действуют почти непрерывные колебания, разность фаз межд} которыми равна разности фаз между входными радиоимпульсами. Стрелочный индикатор измеряет в этом Случае усредненную разность фаз между входными радиоимпульсами.

Стрелочный индикатор может .быть использован и при однократном воздействии входных радиоимпульсов. В этом случае импульсы срыва .колебаний когерентного гетеродина должны поступать после снятия со стрелочного индикатора информации о фазовом сдвиге между входными радиоимпульсами.

Описанный фазометр позволяет измерять разность фаз радиоимиульсных сигналов как при многократном, так и при о.д.нократном воздействии исследуемых радиоимпульсов с помощью стрелочиого и цифрового индикатора и передавать данные в ЭВМ для запоминания и дальнейшей обработки.

Однако такой фазо.метр работает в сравнительно узком частотном Диапазоне, так как когерентный гетеродин удовлетворительно возбуждается в том случае, если частота возбуж-. дающих радиоимпульсов отличается не более, чем на 20%, от резонансной частоты эквивалентного колебательного контура гетеродина. Значение .коэффициента перекрытия частотного диапазона/С .предлагаемого фазоfЛ1 и Н

метра составляет 1,5.

Блок-схема фазометра, позволяющего при измерениях расщирить частотный .диапазон, приведена на фиг. 2. Такой фазометр содержит усилители-ограничители 1 к 2, схемы стробирования 3 и 4, амплитудные детекторы 5 а 6, блоки контуров 7, 8, когерентные гетерОДииы 9 и 10, регуляторы // и 12 длительности стробов, схемы 13 и 14 формирования управляющих имиульсов, -измерительное устройство 15 и индикатор 16.

Блок контуров содержит переключатель и комплект контуров, резона-нсные частоты которых отличаются приблизительно в 1,5 раза в одну сторану от первого до последнего контура. Механическая связь блоков контуров с регуляторами стробов необходима для обеспечения о.ди.накового режима возбуждения когерентного гетеродина на всех поддиапазонах, который определяется количеством периодов возбуждающего радиоимпульса.

При щести контурах в блоке фазометр позволяет обеспечить -перекрытие по частоте , при двенадцати контурах . Таким образом, введение в каждый канал предлагаемого фазометра блока контуров и регулятора длительности Стробов позволяет значительно расщирить его частотный диапазон.

Предмет изобретен.и я

1. Фазометр, содержащий усилители-ограничители, измерительное устройство и индикатор, отличающийся тем, что, с целью измере.ния разности фаз радиоимпульсных сигналов

как при 1многократ,ном, так и при однократном воздействии радиоимпульсов с помощью стрелочного или цифрового индикатора и передачи данных в электронно-вычислительную машину, фазометр снабжая в каждом канале схемой стробироваяия, амплитудным детектором, когерентным гетеродином и схемой формирования управляющих импульсов, причем входы схемы стробирования и амплитудного детектора подключены к выходу усилителяограничителя, а выход схемы стробирования- ко входу когерентного гетеродина, выход которого подключен к измерительному устройству, а выход амплитудного детектора лодключен ко входу схемы формирования управляющих импульсов, выходы которой подключены к схеме стробирования и когерентному гетеродину.

2. Фазометр по п. 1, отличающийся тем, что, с целью расщирения частотного диапазо:на, фазометр снабжен в каждом канале блоком контуров и регулятором длительности строба, лричем регулятор длительности строба подключен к схеме формирования управляющих импульсов, а блОК контуров подключен к когерентному гетеродину и механически связан с регулятором длительности строба.