Формирующее устройство для фазометра Советский патент 1979 года по МПК H03K5/153 G01R25/00 

Изобретение относится ,к области радиоизмерительной техники и может быть ирпользовано для построения фазоиэмерительных устройств и систе работающих в широком амплитудном диапазоне. В настоящее время известны форели ру1рщие устройства, содержащие усили тель с регулируемь - коэффициентом передачи, усилитель-ограничлтель, формирующий огракиштель, фильтр верхних частот и цепь задержанной автр.матической регулировки усиления Наиболее близким к-заявленному устройству формиру Ьщее устройство фа зометра, состоящее из усилителя-ограничителя и форгдарователя коротких импульсов {2. Такие формирующие устройства находят сейчас очень игарское применение в отечественных и зарубежных фазометрах, Не достатком, этих формируювднх уст.ройств является большая погрешностьь связанная с измененнем амплитудам сигнала, так называемая фазоз -шлйтуд ная погрешность. Цель предлагаемого изобретения уменьшение Фазоамплитудной погрешjiocTH формируюир1х устройств и увелк чение динамического диапазона входных сигналов. Поставленная цель достигается тем, что в формирующее устройство, содержащее последовательно соединенные усилитель-ограничитель и формирователь короткихи myльcoв, дополнительно регулируемый фазовращатель, стробоскопический преобразователь, усилитель, синхронный детектор и . согласую1пий блок, причем первые входы регулируемого фазовращателя и стробоскопического преобразователя подключены ко входу устройства, выход формирователя коротких импульсов подключен к другим входам стробоскопического преобразователя, выход которого через последовательно соединенные дополнительный усилитель, синхронН1лй детектор и согласующий блок соединен со вторым входом управляемого фазовращателя, выход которого соединен со входом усилителяограничителя, а выход усилитеяя-ог.рани штеля соединен со вторым входом синкронного детектора. Ва фигЛ представлена блок-схема предлагаемого- формирующего устройства; на фпг,2 - эпюры напряжений.

поясняющие работу форгФгругощего уст- ройства, .

Формирующее устройство содержит последовательно включенные регулируегфгй фазовращатель 1, вхой которого,подключен ко входу устройства, усилитель-ограничитель 2, формирователь коротких имп льсов 3 и последовательно включенные стробоскопически преобразователь 4, первый вход котор го также подключай ко входу устройства, а. вторые - к выходу формлрова™ теля коротких импульсов 3, усилитель 5, синхронный детектор 6, второй вхо которого подключен к выходу усилител ограничителя 2, согласующий блок 7, выход которого связан с рёгулируемым фазовраадателем.

Формирующие устройства в фазометрах предназначены для формирования коротких импульсов привязанных к переходам входного сигнапа через нулевой уровень. При формировании коротких импульсов, привязанных к нулевым переходам, возникают погрешности, Эт погрешности вызваны различньв и причинами. Для исключения погрешностей, обусловленных уходом нулевой линии .вследствие изменения температуры окружающей среды, напряжения питания и других причин, наыпи широкое применение двухполупериодные формирующие устройства. Они используют информацию о переходах через нулевой уровен в обоих полупериодах входного сигнал В таких формирующих устройствах погрешность, в основном, обусловлена инерционнымисвойствами каска,цов уси лителя-ограничителя.

Известно, что из-за инерционности каскадапри изменении амплитуды в поледнем возникает погрешность

дчго.зш-ггщ, где (-О - рабочая частота;

постоянная времени каскада, обратно пропорциональная полосе пропускания каскада.

Эти погрешности на повышенных частотах имеют значительные величины.

Для уменьшения фазоамплитудной .погрешности на входе усилителя-огр.а ничит еля 2 включен регулируемый фазовращатель 1, При изменении амплитуды сигнала на входе усилителя-ограничителя 2 на выход формирователя коротких импульсов 3 возникает сдвиг импульсов привязки, который уменьшается путем регулировки фазы при помо1ЦИ фазовращателя 1. Управляющий сигнал для регулировки фазовравдатеяя 1 формируется при помощи стробоскопического преобразователя 4. на этот преобразователь подается короткие импульсы с выхода формирователя 3. В случае, если короткие импульсы привязаны к разным уровням входного сигнала (как показано на фиг.2), на выходе стробоскопического преобразователя 4 возникают импульсы с частоТОЙ входного сигнала (см.пунктир) . Эти импульсы усиливаются усилителем 5 (к усилителю 5 не предъявляют ся жесткие требования по полосе-пропускания) и подаются на синхронный детектор. Синхронный детектор кроме детектирования усиленного сигнала вь.тявляет также и знак рассогласования. Для этого на синхронный детектор непосредственно с выхода, усилителя-ограничителя 2 подаются прямоугольные импульсы.

Постоянное напряжение с выхода синхронного детектора 6 через согласющий блок 7 подается на управление фазовращателем 1. В состав согласующго блока 7 может входить фильтр нижн частот , повышающий помехоустойчивост формирующего устройства, усилитель, постоянного тока. Сигналом с выхода согласующего устройства производится изменение фазы сигнала на выходе усилителя-ограничителя 2 до тех пор пок импульсы привязки на выходе формирователя коротких импульсов 3 не окажутся строго привязанныг-1И к одинаковому уровню, что возможно при отсутствии погрешности.

Применение предложенного устройства приводит к значительному снижению фазоамплитудной погрешности фазоизмерительных устройств и систем и расширению их динамического диа.пазона. Уменьшение фазоамапитудных погрешностей фазометров, расширение нх динамического диапазона является в ндсто-ящее время вгикной народохозяйственной задачей, .так как приводит к существенному улучшению метрологических характеристик приборов, улуч1иению технических характеристик различных фазовых систем. Например, в фазовых радионавигационных системах улучшение характеристик формирующих устройств приводит к повышению точности определения координат объектов и увеличению диапазона работы систем по да-пьности.

Формула изобретения

Формирующее устройство для фазометра, содержащее последовательно соединенные усилитель-ограничитель и формирователь коротких импульсов, от ли чающе а ся тем, что, с целью уменьшения фазоамплитудной погрешности и увеличения динамического диапазона входных сигналов, в него дополнительно введены ре17улируемый фазовращатель, стробоскопический преобразователь, усилитель, синхронный детектор и согласующий блок, причем первые входы регулируемого фазовращателя и стробоскопического преобразователи подключены ко входу устройства, выход формирователя ко,ротких импульсов подключен к другим

входам стробоскопического преобразователя, выход которого через последовательно соединенные дополнительный усилитель, синхронный детектор и согласующий блок соединен со вторым входом управляемого фазовращателя, выход которого соединен со входом усилителя-ограничителя, а выход

усилителя-ограничителя соединен совторым входом синхронного детектора.

Источники информации, принятые во внимание при экспертиз

1.Авторское свид тельство СССР № 312210, кл. G 01 R 25/00, .1971.

2.Галанова О.П. и/др. Основы фазометрии, Л., Энергия, 1976, с.141.