"Стройство измерения разности фаз радиоимпульсных сигналов4 Советский патент 1978 года по МПК G01R25/00 

(54) УСТРОЙдТВО ДЛЯ ИЗМЕРЕНИЯ РАЗНОСТИ ФАЗ РАДИОИМПУЛЬСНЫХ СИГНАЛОВ

поминания, управляющий элемент - подключены к перестраиваемому генератору, выходы перестраиваемых генераторов кайсдого канала соединены соответственно .с первым и вторым входами формирователя измерительного импульса, кроме того выход перестраиваемого генератора вто рого каналу присоединен к гетеродинному входу смесителя того же канала, вход линии задержки первого канала через последовательно включенные амплитудный детектор и усилитель-ограничитель соединен с управляющими входами ключей рбоих каналов.

Блок-схема предлагаемого устройства приведена на чертеже и содержит входные блоки 1 и 2 каждого из каналов, линии Зсщержки 3 и 4 каждого из каналов, амплитудный детектор 5 усили теЛь-ограничитель 6, смесители 7/8 каждого из каналов, фазовые детекторы 9, 10 каждого из каналов, опорный генератор 11, ключи 12 и 13, блок запоминания 14, 15-каждого из каналов, управляющие элементы 16, 17 каждого из каналов, перестраиваемые генераторы 18, 19 каждого из каналов, формирователь измерительного импульса 20 и индикатор 21.

Устройство для измерения разности фаз выполнено по симметричной двухканальной схеме.

В первом канале смеситель 7, фазовый детектор 9, ключ 12, блок 14 и генератор 18 с элементом 16 образуют следящую фазовую систему (СФС). Во втором канале аналогично: смеситель 8, фазовый детектор 10, ключ 13 блок 15 и генератор 19 вместе с управляющим элементом 17 также образуют петлю СФС,

Петля СФС замыкается ключевым устройством на время действия входного радиоимпульса, а в момент его отсутствия она размыкается, и блок 14 сохраняет неизменным напряжение на элементе 16, а следовательно, частоту и фазу генератора 18. Управление работой ключа осуществляется передним и задним фронтом видеоимпульса, сформированного из входного радиоимпульса одного из каналов цепью, состоящей из блока 1, детектора 5 и усилителя-ограничителя 6 Радиоимпульсы,.между высокочастотными заполнениями которых необходимо изме7 рить фазовых сдвиг, через входные блоки 1 и 2 и линии задержки 3 и 4 поступают на вход смесителей 7 и 8. -На гётеродинный вход смесителя каждого из каналов подаются сигналы с соответствующих генераторов 18 и 19, а с выходов смесителей 7 и 8 - сигналы промежуточной частоты следуют на входы детекторов 9 и 10, на вторые входы которых поступает сигнал генератора 11 Устройство коррекции первоначальной расстройки частоты генератора 18 (19) г7Озвол/1ет подстройкой получить проме-жуточную частоту на выходе смесителя t

(8), близкую к частоте опорного генератора 11, а следовательно, обеспечить работоспособность СФС.

Выходные сигналы фазовых детекторов 9 и 10 поступают через ключи 12 и 13 на блоки 14 и 15, которые могут представлять обычную емкость. Напряжения с выхода блоков 14 и 15 определяют величину емкости варикапов, используемых в качестве элементов 16 и 17, а

следовательно, частоту и фазу сигнала

генераторов 18 и 19. Сигнал с выхода каждого генер атора 18 и 19 поступает на гетеродинный вход соответствующего смесителя и при замкнутом ключе 12 и

13 в.каждом канала образуется СФС. СФС отрабатывает начальную расстройку частот SH входе детекторов 9 и 10 в режиме захвата при косинусоидалькой характеристике фазового детектора.

Ф arc cos йц/йа ,

где SZy полоса удержания системы;

fy установившееся значение систематической фазовой погрешности. Фазовая погрешность Чу может быть устранена устройством коррекции начальной расстройки частоты в процессе измерений. Разность фаз входных сигналов блоков 1 и 2 и сигналы генераторов 18 и 19 при отрабатываются на первом приближении по закону

U 4 Ct)%expK(f 02)1

где фд - начальная разность фаз входного сигнала и перестраиваемого генератора;

02) - производная характеристика фазового детектора в рабочей точкеЧ,2.;

. 2 - установившееся значение разности фаз.

Основным требованием к СФС в предлагаёмом устройстве является следующее требование к быстродействию:

,,

где Сц - длительность входных радиоимпульсов ;

tycT время, в течение которого, переходный процесс в системе практически заканчивается.

Например,л4ОД ыст В результате отработки системой СФС разности фаз -входного радиоимпульса и перестраиваемого генератора на выходе генераторов 18 и 19 фаза непрерывных гармонических колебаний с некотот рой погрешностью Af равна фазе входного радиоимпульса соответствующего канала.

J Погрешность ДЧ складывается из погрешностейЛЧМ.-Ги. и фазовой погрешности, вносимой входным устройством и смесителем, причем последние составляющие при соответствующем подборе эле ментов в каналах на выходе фазометра компенсируются. По окончании радиоимпульса ключи 12 и 13 разрывают цепи СФС, а блоки запоминания- сохранят тот уровень напряжения, который был на них к моменту окон чания радиоимпульса и, следовательно, частота и фаза генераторов 18 и 19 останутся неизменными в течение времени Т, равного периоду следования радио импульсов. Разность фаз непрерывных га монических .колебаний на выходе генераторов 18 и 19 может быть измерена с высокой точностью серийно выпускаемыми приборами. В случае, если начальная фаза радиосигнала не меняется от импульса к импульсу, то усреднение может производиться за длительный период вре мени, определяелалй требуемой точностью измерений, в противном случае, разность непрерывных колебаний с выхода генераторов 18 и 19 должна быть измерена за время Т, которое при больших скважностях радиоимпульсных сигналов значительно больше длительности радиоимпульсных сигналов значительно больше длительности радиоимпульса. В предлагаемом устройстве измерения разности фаз сигналов с выходов генераторов 18 и 19 осуществляется в блоке, состоящем из последовательно соединенных формирователя 20 и индикатора 21. Линии задержки 3 и 4 введены для того, чтобы скомпенсировать задерж ку,видеоимпульса в цепи, состоящей из детектора 5 и усилителя-ограничителя б так как в случае несовпадения времени прихода и окончания радиоимпульса с моментами открыванияи закрывания ключей 12 и 13 возникнут значительные погрешности измерения за счет изменеНИН уровня напряжения в блоках запоминания 14 и 15. Формула изобретения Устройство для измерения разности фаз радиоимпульснцх сигналов, содержащее последовательно соединенные формирователь измерительного импульса и индикатор, опорный генератор и два канала, каждый из которых состоит из последовательно соединенных входного блока смесителя и подсоединенного к гетеродинному входу первого смесителя перестраиваемого генератора, отличающееся тем, что, с целью повышения точности, оно снабжено амплитудным детектором, усилителем-ограничителем и в каждом из двух каналов линией задержки, фазовым детектором, ключом, блоком запоминания, управляюШм элементом и во втором канале дополнительным перестраиваемым генератором причем в каждом из каналов между выхо|дсйл входного блока и входом смесителя подключены линии задержки, выходы смесителей соединены с первыми входами фазовых детекторов, вторые входы которых подключены к опорному генератору, выходщ фазовых детекторов соот:ветственно через последовательно соединенные ключ, блок апоминания, управлякадий элемент подключены к перестраиваемому генератору, выходы перестраиaaeivftix генераторов каждого канала соединены соответственно с первым и вторым входами формирователя измерительного импульса, кроме того, выход перестраиваемого генератора второго канала присоединен к гетеродинному входу смесителя того же канала, вход линии зарежки первого канала через последовательно включенные амплитудный детектор и усилитель-ограничитель соединен с упраьлякицими входами ключей обоих каналов.