Фазометр Советский патент 1974 года по МПК G01R25/00 

1

Изобретение относится к фазоизмерительным устройствам.

Известные фазометры, содержащие два фазовращателя, два фазовых детектора, подключенных к входной клемме фазометра - один непосредственно, а другой через фазовращатель, сумматор, характеризуются невозможностью измерения; радиосети фаз между двумя короткими радиоимпульсными сигналами в полосе частот.

Предлагаемое устройство не имеет этого недостатка и отличается от известных тем, что оно снабжено вычитающим устройством, тремя резонансными фильтрами, дополнительным фазовращателем, амплитудным детектором, фазоиндикатором и третьим фазовым детектором, включенным между входными клеммами фазометра, а также через второй фазовращатель подсоединенным ко второму фазовому детектору причем второй вход первого фазового детектора подключен к противоположной входной клемме фазометра,а вьисоды первых двух фазовых детекторов подключены через последовательно соединенные вычи.таюшее устройство, резонансный фильтр, дополнительный фазовращатель и сумматор к фазоиндикатору, а выход третьего фазового детектора через ВТОРОЙ резонансный фильтр - ко второму входу сумматора, причем амплитудный детектор включен между входом второго фазового детектора и через третий резонансный фильтр соединен со вторым входом фазоиндикатора.

На чертеже изображена блок-схема

предлагаемого фазометра.

Устройство содержит фазовращатели 1 и 2 90 фазового сдвига на высокой частоте; фазовые детекторы 3, 4 и 5; каскад 6

вычитания видеоимпульсов; резонансные фильтры 7, 8 и 9; суммирующий каскад 10; амплитудный детектор 11, фазовращатель 12 90 - градусного фазового сдвига по низкой частоте, фазометр 13 низкой частоты (фазоиндикатор).

Фазометр работает следующим образом. Входные сигналы подаются на фазовые детекторы 3 и 4 через фазовращатели, а на другие входы фазовых детектороб входные сигналы поступают непосредственно с противоположных каналов. На входе де тора 3 суммарный сигнал равен , , Sin Ц f -1 cot при о t т J Ug;( 0 при На входё детектора-4 суммарный сигна вен ,)(wt.|) лри ) , V° рде t - длительность радиоимпульса; T. - период повторения радиоимпульс И а вьссодё детекторов 3 и 4 амплитуды в деоимпульсов, длительность которых Г равны, ог Va i №2Co3( созСМ-f). 4b. На выходе, каркада вычитания 6 амплиту ; видеосигнала равна (f-|) cos (Н) -2KoUniiUtn2Si7 f Sinf ) KQ - коэффициенты аппро где KI К2 мации характеристик нелинейных элемент Фазовых детектоиоЕ 3 и 4. На входе фазового детектора 5 сук марное напряжение радиосигвалов равно Sin )+Um2SinWl и„„ ц при ; 0 Vjpu -1 TO На выходе детектора 5 видеоимпульсы имеют амплитуду, равную -) ,п у мч 1П2 1-де Ф - измеряемая разность фаз межд входными радиоимпульсами; К - коэффициент аппроксимации хара теристик нелинейных элементов детектор )5.- Видеоимпульсы, амплитуды которых и HUubiXfl подаются на резонансные фильтры и 8. Последние настроены н частоту Л . ПричемЯ а),д-деа) - несу частота радиосигналов, и Тд Тп . Падение напряжения на фильтрах 7 и 8 ( отклики на видеосигналы ) равны соот ственно tt. Sln- Sinl cogilt .е UK, A2e cosSlt , где Aj 2pKoUfniUtna A2 Ksf j P характеристическое сопротивпеj, Q ние фильтров 7 и 8; ) где О,добротность фильтров 7 и 8, Напряжение (J, подается на фаэо- рращатель 12 на низкой частоте Л Тогда напряжение на выходе фазовращатела 12 равно ,me sin|$inH9in2t , (з) где ТП коэффициент передачи фазввращателя 12. Напряжение на выходе сумматора равно Ui (cogf cos2f- mfsiT tS№S BeW(),(4) где в А2 Aim Как видно из выражения (4), фаза напряжения на выходе сумматора 10 равна измеряемой. Для измерения разности фаз с помощью низкочастотного фазометра 13 необходимо создать опорный сигнал, начальная фаза которого постоянна, а часто та равна Jl . Для этого один входных радиоимпульсных сигналов детектируется по амплитуде с помощью детектора 11, и видеоимпульс с выхода детектора подается на фильтр 9, идентичный фильтрам 7 и 8. Тогда падение напряжения на фильтре 9 равно U.De cosCSt l-o), Где Ф- - начальная фаза отклика фильтра 9, з выражения (6) видно, что показание азометра при SQ COflSt равно измериельной разности фаз между входнымис:игалами. Так как напряжения U К -я атухающие по амплитуде, то удобнее измеять разность фаз за период этих сигналов утем формирования временного интервала, ропорционального измерения ег-о счетыми методами. Предлагаемый фазометр обладает больeE широкополосностью, чем известные.

Это можно объяснить тем, что при изменении частоты входных сигналов фазовые набеги создаются Б равной степени в обоих каналах, так как в них используются идентичные 90 - градусного фазовращатели по высокой частоте. Эти частотно - фазовые набеги исключаются в выражениях (1) и (2), так как функция Sin ( + Л) мало зависит по величине от Д , еслиД ; где Д AiSi- частотно фазовый набег в канале фазометра за счет фазовращателей 1 и 2}

- относительная нестабиль00

ность частоты входных радиоимпульсов. При 4. - 10-3 погрешность

с лО

измерения разности фаз не более 0,5-1.

Предмет изо брё тения

Фазометр, содержащий два фазовращателя, два фазовых детектора, подключенных к входной клемме фазометра - один непосредственно, а другой через фазовращатель, сумматор, отличающийся тем, что, с целью измерения разности фаз между

двумя короткими радиоимпульсными сигналами в полосе частот, он снабжен вычитающим устройством, тремя резонанснь1ми фильтрами, дополнительным фазовращателем, амплитудным детектором, фазоиндикатором и третьим фазовым детектором, включенным между входными клеммами фазометра, а также через второй фазовращатель ПОДj соединенным ко второму фазовому детектору, причем второй вход первого фазового детектора подключен к противоположной входной клемме фазометра, а выходы ; первых двух фазовых детекторов подклю{чены через последовательно соединенные вычитающее устройство, резонансный фильтр, дополнительный фазовращатель и сумматор к фазоиндикатору, а выход третьего фазового детектора через второй резонансный фильтр - ко второму входу сумматора, причем амплитудный детектор включен между входом второго фазовогх) детектора и через третий резонансный jфильтр соединен со вторым входом фазоиндикатора.