Фазометр Советский патент 1979 года по МПК G01R25/00 

Настоящее устройство относится к области электрорадиоизмерительной техники и предназначено для измерения фазовых углов между двумя когерентными сигналами с изменяющимися амплитудами и частотой,

Данное устройство может найти применение в системах автоматического управления, в которых регутируемым параметром является фазовое рассогласование между сигналами.

Известен фазометр с автоматической стабилизацией амплитуд входных напряжений, уменьщающей амплитудно-фазовые погрещности, содержащий входные аттенюаторы, высокочастотные усилители, смесители, перестраиваемый гетеродин, УПЧ, регулируемые фазовращатели, фазовый индикатор, автоматические переключатели, амплитудные детекторы, низкочастотные усилители и реверсивные двигатели 1.

Недостатком фазометра является его сравнительная сложность и необходимость высокой точности стабилизации напряжения гетеродина, обусловленная пропорциональностью результата измерения амплитуде напряжения гетеродина.

Наиболее близким к предлагаемому техническому решению является фазометр, содержащий управляемые аттенюаторы, амплитудные детекторы, формирователи суммы и разности входных сигналов, дифференциальный усилитель, детекторы суммарного и разностного сигналов и решающее устройство.

Данный фазометр отличается простотой реализации.

Недостатком фазометра является наличие составляющей погрешности, обусловленной внесением дополнительных фазовых сдвигов регулируемыми аттенюаторами. Кроме того, при широком диапазоне изменения амплитуд входных сигналов возникают трудности технической реализации управляемых аттенюаторов, так как. аттенюаторы, выполненные, например, на основе диодов и транзисторов вносят нелинейные искажения, а дискретные аттенюаторы сравнительно сложны и инерционны.

Целью изобретения является повыщение точности измерения.

Поставленная цель достигается тем, что в фазометр, содержащий формирователи суммы и разности сигналов, выходы которых через детекторы соединены со входами peLiiaroщего устройства, и инвертор, введены дополнительно два формирователя разности сигналов, два формирователя суммы сигналов и второй инвертор, причем выходы введенных второго и третьего формирователей разности сигна.юв подключены ко входам первого формирователя суммы сигналов, выходы второго и третьего формирователей суммы сигналов соединены со входами первого формирователя разности сигналов, иервый сигиалыгый вход фазометра соединен с нервыми входами вторых (|)ормировате.Кй разности и суммы сигналов и через первый инвертор с первыми входами третьих (|к)рмирователей разности и cyMMtii сигналов, второй еигиальиый вход фазометра соединен со вторыми входами вторых формирователей разности и сумм1 1 сигиа.юв и через второй инвертор со втор1 гмн входами третьих формирователей )азноети и суммы сигна тов. На чертеже 11редстаи.1ена б.пок-схема Нредл а га ем о Io у стро йств а. Фазометр содержит инверторы входньгх сигна,1ов 1 н 2, ((зормирователи разности колебаиий 3, 4 и 5, (|)ормпрователи суммы колебаний (), 7 и 8, детектор 9, 10 и реи1аюHiee устройство II, выход которого является выходом ()азометра. Фа:-ометр работает c,)nuivi образом. Па сигнальные входы фазометра поступают напряжения: и, (1) и, cos {о. t -f 9); (f) l2(t) Uzcosfoj t -ф): (2) где Ui, IJz - амплитудные значения; 0) - круговая частота; Ф-относительный фазовый сдвиг между сигналамн. На выходе формирователей разности 3 и суммы колебаний 6 образуются сигргалы: li(t) и, (t) - lJ3.(t) (Iг - l.i )cos4 -coso) t - (La + + LI ) sinf-sino) t; (3) U+(t) U, (t) + U2(t) (Ui + UzRosff-coSu) t + + (Uz -- Ui )51пф-51По) t. (4) Ha выходе формирователей разности 4 и суммы сигналов 7 (с учетом инвертирования входных сигналов) образуются напряжения: U(t) +Ui(t) -2(Ui +Ui)sincpsinwt-, (5) U|(t)-Ui(t) 2(U, +U2)coscpcoso)t. (6) Ha выходе формирователей суммы 8 и разности 5 образуются сигналы: ll.(t) (Vz-IJ| )coscpcoso) t-{U( + 4ий)- Пфя1по) t;(() L+( t) - (IJ| +- Ik) созф-созо) t + 4 (П r, )81Пф51п.о1 .СЮ На Г ыходс pCHiaioiHcro устройства 11 с учетом предварите () детектирования сигналов (7) и (Я) имеем: 1 йба. - К1йф,(9) где К ко-:)ф|(п ипент передачи рен1аЮ1цего ус1ройс гва I 1. Нред,1а1 аемый (|)азометр, по еравнению с n-f)oiтипом, об.чадает повьпненной точпостьк) и:и1с|1епий, поскольку исключается состав, я 101 па и ио|1)еп1псти обусловленная виесепп(м допо.пппельиых фазовых сдвигов унра1;.1яемымп агтепюаторами. OcnoiuHjie ф пкпиональиые узлы фазометра ripoeri.i Fi 1ехнпчеекой реализации и .могут бьпь Diiino.ineiii) в интегральном исполneiHHi fia оепове операниоп1Н)1х усилителей. Формула изобретения Фазометр, содержани|й (формирователи суммы и разности еигналов, выходы которых через детектор) еоединепы со входами реП1аюп1ег0 устроГ СТ 5а, и инвертор, отличающийся тем, что, с целью повышения точности измерений, в него введены дополнительно два формирователя разности сигналов, два формирователя суммы сигиалов и второй инвертор, причем выходы введенных второго и третьего формирователей разности сигналов подключены ко входам первого фор.мирователя сум.мы сигналов, выходы второго и третьего формирователей суммы сигналов соедииены со входами первого формирователя разиости сигналов, первый сигнальный вход фазометра соединен с первыми входами вторых формирователей разиости и суммы сигналов и через первый инвертор - с первыми входами третьих формирователей разности и су.ммы сигналов, второй сигнальный вход фазометра соединен со вторы.ми входами вторых формирователей разности и суммы сигналов и через второй инвертор - со вторыми входами третьих формирователей разности и суммы сигналов. Нсточпики инфор.мации, нринятые во внимание при экспертизе I. Скрииник Ю. Модуляционные измерения пара.метров сигналов и цепей. «Сов. радио, 1975, стр. 80. 2. Авторское свидетельство СССР № 647618, 1978.