Фазочувствительное устройство Советский патент 1977 года по МПК H03D13/00 

1

Изобретение относится к радиоэлектронике, в частности к демодуляторам Фазоманипулированных колебаний и может использоваться, например, в радиоизмерительной аппаратуре для измерения разности фаз.

Известно фазочувствительное устройство, содержащее сумматор, один из входов которого подключен к выходу фазового коммутатора, первый вход которого соединен с источником опорного сигнала, второй вход - с выходом синхронизирующего генератора, а также фильтр нижних частот l.

Однако это фазочувствительное устройство, из-за зависимости выходного сигнала от уровня шума при малых отношениях сигнал/шум, имеет невысокую точность.

Целью изобретения является повышение точности измерения фаз при малых отношениях сигнал/шум,

Для этого в фазочувствительное устройство, содержащее сумматор, один из входов которого подключен к выходу фазового KON TaTOpa, первый вход которого соединен с источником опорного сигнала, второй вход - с выходом синхронизирующего генератора, а также фильтр нижних частот, введены удвойгель частоты, усилитель-ограничитель, второй фазовый коммутатор, при этом выход сумматора подключен через удвоитель частоты и ключ ко входу фильтра нижних частот, выход удвоителя частоты подключен через последовательно соединенные усилитель-ограничитель и второй фазовый коммутатор ко второму входу ключа, а выход синхронизирующего генератора подключен ко второму входу второго фазового коммутатора.

На фиг.1 изображена структурная схема предложенного устройства; на фиг.2 - временные диаграммы, поясняющие его работу.

Фазочувствительное устройство содержит сумматор 1, один из входов которого подключен к выходу фазового коммутатора 2, первый вход которого соединен с источником опорного сигнала второй вход с выходом синхронизирующего генератора 3, удвоитель 4 частоты, усилитель-ограничитель 5, второй фазовый коммутатор 6, ключ 7 и фильтр нижних частот 8. Выход сумматора 1 подключен через удвоитель 4 частоты и ключ 7 ко входу фильтра нижних частот 8, выход удвоителя 4 частоты подключен через последовательно соединенные усилитель-ограничитель 5 и второй фазовый коммутатор 6 ко второму входу ключа 7, а выход синхронизирующего генератора 3 подключен ко второму входу второго фазового коммутатора 6.

Работа фазочувствитвльного устройства происходит следующим образом.

Опорный синусоидальный сигнал (фиг,2а) поступает на вход фазового ко№1 татора 2, который управляется сигналом с синхронизирующего генератора 3. На выходе фазового коммутатор 2 образуется сигнал опорной частоты, промодулированный по фазе (фиг.26), который подается на один вход сумматора I. На другой его вход поступйет с игнал (фиг.2в), фаза которого подлежит измерению. .

На выходе су1«1матора 1, в результат сложения обоих указанных напряжений, образуется сигнал, модулированный по фазе и амплитуде (фиг.2г). Глубина модуляции пропорциональна перекрытию по фазе опорного и измеряемого сигналов, с выхода сумматора. 1 сигнал, модулированный по амплитуде, поступает на удвоитель 4 частоты, представляющий собой .нелинейный элемент, коэффициент передачи которого может быть аппроксимирован-полиномом не выше 4-й степени. На выходе удвоителя 4 частот производится выделение второйгармоники сигнала (фиг.2д), поступающей затем на усилитель-ограничитель 5, на выходе которсгй образуется напряжение пропорциональное знаку выходного сигнала удвоителя 4 частоты.. Если входное напряжение усилителя-ограничителя 5 положительной полярности, то на выходе усилителя-ограничителя 5 имеется напряжение положительной, полярности постоянной величины, если же входное напряжение усилителя-ограничителя 5 отрицательной полярности, то на выходе усилителя-ограничителя 5 имеется напряжение отрицательной полярности постоянной величины. С выхода усилителя-ограничителя 5 сигнгол поступает на второй фазовый ком татор б, переключающий фазу выходного сигнала в соответствии с напряжением синхронизи . рующего генератора 3 (фиг. 2е) С выхода фазового коммутатора 6 снимается последовательность импульсов типа меандр, модулированная по фазе (фиг. 2ж которая поступает на второй вход ключа 7, который открывается при положите..1ьном напряжении на этом входе и

пропускает на выход напряжение, поступающее на первый его вход с удвоителя 4 частоты.

Таким образом, в один полупериод напряжения синхронизирующего генератора на выход ключа 7 поступают положительные полуволны сигнала с выхода удвоителя 4 частоты, а в другой полупериод - отрицательные полуволны. Поскольку выходной сигнал удвоителя частоты 4 модулирован по амплитуде синхронно с частотой синхронизирующего генератора 3, то постоянная составляющая выходного сигнала ключа 7 равна величине модулирующего сигнала, т.е. величине фазового сдвига между

опорным и измеряемым сигналом (фиг.2э

С выхода ключа 7 сигнал поступает на фильтр 8 нижних частот

Предложенное фазочувствительное устройство обеспечивает высокую точность измерения фаз при малых отношениях сигнал/шум, а также может использоваться для высокоточного измерения корреляционных функций процессов в присутствии помех.

Формула изобретения

Фазочувствительное устройство, содержащее сумматор, один из входов которого подключен к выходу фазового коммутатора, первый вход которого соединен с источником опорного сигнала, второй вход - с выходом синхронизирующего генератора, а также фильтр нижних частот, отличающееся тем, что, с целью повьпиения точности измерений фаз при малых отношениях сигнал/шум, в него введены удвоитель частоты, усилитель-ограничитель, второй фазовый коммутатор, при этом выход сумматора подключен через удвоитель частоты и ключ ко входу фильтра нижних частот, выход удвоителя частоты подключен через последовательно соединенные усилительограничитель и второй фазовый коммутатор ко второму входу ключа, а выход синхронизирующего генератора подключен ко второму входу второго фазового коммутатора.

Источники информации, принятые во внимание при экспертизе;

а. Патент США № 3142804, 328-133, 1969.

(I

e

№

.

/.