Способ контролирования постоянства фазы Советский патент 1935 года по МПК G01R25/00 

В ряде случаев практики необходимо знание фазовых искажений, вносимых тем или иным радиотехническим устройством. В случае, если амплитуды величин, разность фаз между которыми желательно контролировать, соизмеримы, решение задачи не представляет особых трудностей.

В том же случае, если амплитуды этих величин очень сильно отличаются друг от друга удовлетворительное решение достаточно трудно.

В качестве примера может быть приведено усилительное устройство с коэфициентом усиления до нескольких тысяч, в котором разность фаз между напряжениями на входе и выходе должна поддерживаться постоянной или вообще контролироваться.

Решения для подобного случая известны, однако, они оказываются достаточно сложными, требуют специальной методики и точных измерительных приборов.

Предлагаемое изобретение касается именно этого случая и дает возможность контролировать постоянство фазы любого устройства с помощью простей(210)

шего измерительного прибора, например, телефона или гальванометра.

Сущность предлагаемого способа заключается в следующем. Допустим, что имеются два колебания, одно из которых гармонично

1 Л sin о /,

а другое той же частоты и той же амплитуды промодулировано частотой

0 5(1 -j-OTsin Q t) sin ((р)

и что оба эти колебания действуют на детекторную цепь.

Через приемник, включенный в цепь детектора и щунтированный малым сопротивлением для высокой частоты, будет итти ток i , являющийся результирующим токов постоянного и звуковой частоты:

J,у

f 1„ + - f е (1)

пр.о J, J дТ J

ОО

Подставляя в (1) е .(ut-гВ(I- -msin Q t) sin (га ), обозначая S( ) -Si и полагая В мало

изменяющимся за период высокочастотного колебания, получаем, что

/пр. « + У J t + 1 +

о т

-г ) dt + Г А sin ш У «/ о

. , РЛ2 PSj , ,, .„ в+-Н + M icoscp

После интегрирования и поцстановки выражения для В- получается

пр. + ( + -б) W +

-LMBcos p--S2/vf2cos2Q +

+ 5ЛK5 + Лcos() (2)

Из выражения (2) видно, что амплитуда колебаний частоты Q зависит от сдвига фаз р. В случае равных амплитуд () при (2/ - 1)71:, где k - целое число, амплитуда тока частоты Q равна нулю. При 2A7u она максимальна.

В функции от сдвига фаз амплитуда тока частоты Q изменяется по закону о Я (Л-1-cos «), где Р - и имеет пределы О и 2Р.

При помощи телефона, включенного в цепь детектора, можно наблюдать сдвиг фаз (2k -)-1) тс и . Включив низкочастотный вольтметр (например, параллельно телефону), можно измерять сдвиг фаз, отличный от -т.

Таким образом, момент исчезновения частоты Q будет соответствовать тому, что фазы колебаний частоты ш точно противоположны.

Применение этого эффекта например для контроля сдвига фаз между напряжениями на входе и выходе многокаскадного усилителя (резонансного, полосного или апериодического) при изменении частоты воздействия или режима усилителя показано на чертеже.

Колебания, подводимые к зажимам 1-1, например из антенны, поступают в два канала, одним из которых является усилитель 2, а вторым - разделительное устройство 4. Усиленные усилителем 2 колебания в одном из последних каскадов модулируются частотой Q генератора 3 и поступают также в два канала. Одним из каналов служат провода 8-8 вместе с последующими устройствами, а другим-аттенюатор 6 или подобное ему устройство, который служит для уменьшения амплитуды напряжения на выходе усилителя 2 в нужное число раз. Напряжение после разделительного устройства 4 и напряжение той же частоты, но промодулированное частотой Q после аттенюатора 6, подводятся к детектору 5, имеющему предварительное или последующее усиление и селекцию для частоты Q. На выходе из детектора 5 имеется прибор или телефон 7, служащий для контроля.

Легко видеть, что если амплитуды колебаний, попадающих на детектор 5 от разделительного устройства 4 и аттенюатора 6, равны и фазовые константы разделительного устройства 4 и аттенюатора 6 не зависят от частоты, то отсутствие тока в приборе или телефоне 7 будет указывать на то, что разность фаз между напряжениями на входе и выходе усилителя 2 равна 2(k- 1)-.

Разделительное устройство 4 необходимо для устранения обратных связей и может быть выполнено в виде известных мостовых развязывающих схем или же в виде апериодического усилителя с минимальной обратной реакцией.

В том случае, если амплитуды колебаний, подводимых к детектору 5, не равны, при разности фаз между напряжениями на входе и выходе уси лителя равной , 2(/fe-1)-, сила звука в телефоне 7 будет проходить через минимум.

В случае равных амплитуд по отклонению прибора вообще можно судить об изменении постоянства фазы усилителя при изменении частоты действующей силы или же при изменении режима.

Легко видеть, что если амплитудная характеристика усилителя линейна и коэфициент усиления не зависит от частоты, аттенюатор может быть подобран раз навсегда.

в том случае, если задача ограничивается лишь поддержанием постоянства фазы усилителя, то ясно, что это может быть доступно таким изменениям параметров усилителя, чтобы на контрольном приборе поддерживалось одно и то же показание. Изменение параметров усилителя может производиться или рукой оператора или же может быть автоматизировано одним из известных способов.

Все указанное в примере, касающееся усилителя 2, как это показано на чертеже, может быть распространено на случай любого устройства, в котором необходим контроль постоянства фазы.

Этот же способ может быть применен в устройствах, в которых входящее колебание претерпевает трансформацию частоты вверх или вниз с рациональным коэфициентом трансформации частоты, а также в том случае, если

частоты трансформируются при помощи гетеродинирования.

Кроме того, для контроля постоянства фазы может быть использовано соотношение амплитуд частот Q и 22, имеющихся на выходе из детектора 5.

Предмет изобретения.

Способ контролирования постоянства фазы, отличающийся тем, что приходящие колебания до входа в устройство воздействуют на сетку детектора совместно с колебаниями той же частоты, полученными после выхода из устройства, промодулированными в устройстве частотой Q, причем контроль осуществляется помощью телефона или прибора, находящегося в анодной цепи детектора, и производится напряжением частоты Q и 2 Q в анодной цепи детектора.