Измеритель разности фаз Советский патент 1975 года по МПК G01R25/00 

(54) ИЗМЕРИТЕЛЬ РАЗНОСТИ ФАЗ

1.

Изобретение относится к фазовым измерениям и может быть использовано в различных областях радиоэлектроники для наблюдения и контроля разности фаз двух сигналов и фазовых характеристик четырехполюсников.

Известный измеритель разности фаз, содержащий два измерительных канала, в каждом из которых последовательно включены смеситель и фильтр, третий смеситель, вклю ченный между фильтрами суммарной и разностной частоты, подключенных ко входам смесителей соответствующих измерительных каналов, генератор, связанный со входом третьего смесителя сумматор к индикатор, характеризуется наличием амплитудно-фазовой погрешности измерения разности фаз, а также погрешностями, обусловленными неин:дентичностью и нестабильностью характери; стик узлов при независимых изменениях

амплитуд сигналов в широком динамическом диапазоне и автоматизация измерений,

. Цель изобретения - уменьшение амплитудно - фазовой погрешности измерения

разности фаз при независимых изменениях

амплитуд сигналов в широком динамическом диапазоне и автоматизация измерений. , Это достигается тем, что измеритель : разности фаз снабжен коммутатором, подклю ченным ко входам измерителя, дополнительными генератором, смесителем и сумматором, причем выход дополнительного гене.р ратора через последовательно соединенные дополнительный смеситель и котамутатор подключен ко входу дополнительного сумматора, снабжен четвертым фильтром; включенным между выходом дополнительногрсм сителя и вторым входомдополнительного сумматора, двумя дополнительными фильтрами, входами связанных между собой, схемой сравнения,включенной между выходка- ми дополнительных фильтров и входами ; смесителей измерительных Каналов и третьего смесителя, а также двумя усилителями, с автоматической регулировкой усиления, один из которых включен между выходом ; сумматора и входом индикатора, к котороI му также подключен выход дополнительного генератора, а другой - между выходом ; дополнительного сумматора и входами дополнительных фильтров, причем второй его ; вход подключен также ж одному из выходов схемы сравнения,

На чертеже приведена схема предлагаемого иэмерителя.

Измеритель разности фаз содерзкит коммутатор 1; смесители 2-5; генераторы

;б, 7 опорных синусоидальных колебаний; фильтры 8-14, сумматоры 15, 16, усилители 17, 18 с автоматической регулировкой усиления (АРУ); схему 19 сравнекня, индикатор 20. . ,

Измеритель разности фаз работает следующим образом.

На входы измерителя подаются два сравниваемых по фазе сигнала одной частоты. Один из сигналов преобразуется в сигнал другой частоты, для. чего он поступает через коммутатор 1 на преобразователь частоты, состоящий из смесителя 2, дополнительного генератора 6 спорных синусои- дельных колебаний и фильтра 8, Преобразованный сигнал cyм rapyeтcя со вторым входным сигналом, поступающим через коммутатор 1, в линейном устройстве - сум- маторе15, после чего они совместно усиливаются в одинаковое число раз усилителем 17с АРУ, на выходе которого включены фильтры 9 и 10 для разделения сигналов. Требование разделения усилительных сигналов цо частоте обеспечивается как ч выбором фильтров с соответствующими характеристиками, так и разносом частот входных сигналов за счет преобразования одного из них.

, Разделенные фильтрами сигналы поступают на отдельные входы схемы 19 сравнения, которая сравнивает сигналы по уровню и при превышении одним сигналом уровня другого сигнала на 1-2. дб вырабатывает управляющее напряжение. Это напряжение поступает на коммутатор 1, который авто: матически переключает входные сигналы так, что обеспечивается подключение сигнала с большей амплитудой на один и тот же вход измерителя и, соответственно, на один и тот же вь1ход устройства срав.нения, а сигнала с меньшей амплитудой - на другой вход измерителя. Если неравенство сигналов не превышает наперед заданное значение, например + (1-2) дб, то сигналы не переключаются, что обеспечивает устойчивую работу при равенстве амплитуд.

Больший сигнал с выхода схемы 19 сравнения поступает, во-первых, на усилитель

17 для осуществления АРУ, благодаря чему его уровень поддерживается большим и постоянным даже при изменении уровня этого сигнала на входе измерителя в пределах ; {заданного динамического диапазона, и вовторых, на один, вход «смесителей 3 и 5 измерительных каналов, как опорньй сигнал.

10 Сигналы с вьисода смесителя 4 разделя-, ются фильтрами суммарной частоты 11 и разностной частоты 12. Выделенные сигналы поступают на вжорые входы соответст венно смесителей 3 и 5, где опять преобра15 зуются. Из полученных после преобразования в каходом измерительном канале сигналов выделяют фильтрами 13 и 14 составля-:

I ющие разностной частоты, которые содержат .информацию о разности фаз и имеют одинаковые ампл1атуды. Они поступают на сумма: тор 16 и усиливаются в усилителе 18 с I АРУ до ,. определенного уровня. После усиления сигналы поступают на усилитель 18 для осуществления АРУ и на индикатор 20

25 для дальнейшей обработки и индикации разности фаз. Для этого на индикатор 20 поступает также напряжение, например, от : дополнительного генератора 6 опорных|

синусоидальных колебаний.

30 Обработка напряжений в индикаторе мо- жет прризв.одиться одним из известных спо- Ьобов. Она сводится к получению из поступа. юошх в индикатор сигналов двух напряжений

одинаковой частоты, на которой производйт35 ся измерение разнбсти фаз. При каждом j

; переключении сигналов коммутатором 1 изменается знак измеряемой разности фаз. Для того чтобы показания индикатора не изменялись, необходимо одновременно про- i

40 изводить переключение, например, входов j стрелочного указателя индикатора фазы (управляющая связь от схемы 19 сравне- ; ния к коммутатору 1 и индикатору 2 О на чертеже показана пунктиром).

.46-. ,.... .

П

редмет изобретения,

gjj Измеритель разности фаз, содержащий два измерительных канала,, в каждом из которых последовательно включены смеситель и фильтр, третий смеситель, включенный между фильтрами суммарной и разностной ;

rg частоты, подключенных ко входам смеси-; телей соответствующих измерительных каналов, генератор, связанный со входом третьего смесителя, сумматор и индикатор.

о т п и ч а ю щ и и с я тем, что, с целью .матора, двумя дополнительными фильтрами, уменьшения амплитудно-фазовой погрешно- ; входами связанных между собой, схемой сти измерения разности фаз при независи- сравнения включенной между выходами мых изменениях амплитуд сигналов в широЦ дополнительных фильтров и входами смесиТея ком динамическом диапазрна и автоматтаза..; 5 лей измерительных каналов и третьего смесиции измерений, он снабжен коммутатором, f теля, а также двумя усилителями с автомаподключеннъш ко входам измерителя, допол- тической регулировкой усиления, один из нительными генератором, смесителем и ; которых включён между выходом сумматора матором, причем вьисод дополнительного гене- и входом индикатора, к которому также ратора через последовательно соединенные JIO подключен выход дополнительного генера- дополнительный смеситель и коммутатор тора, а другой - между выходом дополниподключен ко входу дополнительного сумма- тельного сумматора и входами дополнительтора, снабжен четвертым фильтром, включен-: ньщ 4я1льтров, причем второй его вход подк, ным между выходом дополнительного смеси- лючен также к одному, из выходов схемы теля и вторым входом дополнительного сум- 15-сравнения.

468188

fO

п

esi