Устройство для измерения разности фаз непрерывных свч-сигналов Советский патент 1979 года по МПК G01R25/00 

664117 CeflfeKtopa полярности и входом селектора длительности. На чертеже приведена функциональн схема устройства. Устройство состоит из балансного фазового детектора 1, управляемого фазовращателя 2, линии задержки 3, управляемого ключа 4j генератора импульсов 5, осциллографического индикатора 6, селектора 7 полярности, селекторов 8 и 9 формы видеоимпульсов, развязывающего элемента 10, селектора 11 длительности, нелинейного преобразователя 12, формирователя 13 переменного временного интервала, электронного переключателя 1.4, формирователя 15 стоповых импульсов, формирователя 16 йостоянного временного интервала. Работа устройства происходит следующим образом, ; В результате относительной фазово модуляции СВЧ-сигнала, осуществлявмой в управляемом фазовращателе 2, и импульсной амплитудной модуля:1 ии выходного сигнала фазового детектора 1, осуществляемой ключом 4, на выходе пос лёднего формируются видёбимпульсь со скачкообразным йэм ёиёйием вершины в точке относительной фазово модуляции, сформированные импульсы через селектор полярности 7, в зависимости от, полярности, подаются на селекторы формы импульсов 8 или 9, .а,также на селектор длительности 11, Селекторы формы импульсов 8 и 9 рабо тают таким образом, что р аэдёляют: им пульса, поступающие на их входы, на две группы в зависимости от oтtfqcнтёлi;нof o-пpйt a I4ё;нй я амплитуды им- . . пульса В точке относительной фазовой мбдул-яций. Селекторы 8 и 9 образуют четыре канала, на выхода которых про одят входные сигналы и .зависимости от квадранта, в котором лежит изме ряемцй угол. Одновременно, сигналы ; MofyT быть только на выходе одного . из четырех указанных каналов. CeJieftторы форШ импульсов так;же отсекййт часть входнЬго импульса, имеющем.,.. скачкообразное изменение в:ер1аины. После селекторов формы импульсов 8 и 9 со всех четырехВЫХОДОВ через, развязывающий элемент 10 пода, lOTCH.iia нелинейный преобразователь 1 в; нея 1нёйном (арксинусном) преобрази ватёлё 12 осуществляется нелинейное соответствующее операции взятия арк йййуса от амплитуды импульса) преоб йЭЪйаяйё амплитуда ин 1ульса so временной интервал. Нелинейный преобразователь 12 формирует стартовый импульс и совместно с форШроВателем стоповых импульсов 15, формирует сто повый и myльa,. Нелинейный преобразователь 12 работает на принципе сравнения амплитуды импульса с синусоидальным напряжение. Так как на интервалах углов 0-180 и 180-360 эл. град., нелинейный преобразователь 12 формирует по два стоповых импульса, то для формирования однозначного временного интервала стоповые импульсы с нелинейного преобразователя 12 через электронный переключатель 14 подаются на формирователь стоповых импульсов 15. Последний представляет сфбой делитель частоты следования импульсов на два и состоит из триггера дифференцирующей цепи и ограйичитёля. Электронный переключатель 14 имеет управляемый и управляющий входы и два выхода. Управление электронным переключателем 14 осугчествляют импульсы с выходов соответствующих каналов селекторов 8 или 9. Работа электронного переключателя 14 заключается в том, что при отсутствии напряжения на управляющем входе, стоповый импульс со входа передается непосредственно на выход 1 и далее на формирователь 13 в качестве стопового , Если же на управляющем входе имеется напряжение, то импульсы с входа передаются н -второй выход и далее поступают на формирователь однозначных стоповых импульсов 15, состоящий из триггера, дифференцирующей цепи и ограничителя полярности. Входные импульсы переводят триггер из одного устойчивого состояния в другое и формируют на его выходе пе5 епэды напряжения. После интегрирования и ограничения на выходе триггера формируется стопрвый импульс, временное положение которого однозначно соответствует измеряемой разности фаз. Формирователь переменного временного интервала 13 представляет собой триггер, работающий в ждущем режиме. В результате воздействия на него старт-&тОГ1йШхимпульсов на его выходе формируется временной интервал, длительность которого прямопропорцйональна измеряемой разности фаз на интервале 0-360 эл.град, за исключением точки 180 эл.граД. При разностифаз равной 180 эл. град, на выходе ключа 4 формируется импульс, длительность которого отличается от длительности импульсов при других Значениях разности фаз. Эти импульсы выделяются селектором 11. : Выделенный импульс подается в качестве стартов;огО ра формирователь 13 и одновременно запускает формирователь 16, который йыдает стоповый импульс через интервал времени пропЬрциональный разности фаз в 180 эл.град. . Так каГк в нелинейном преобразователе 12 амплитуда импульсов сравнивается с опорным синусоидальным напряжением с периодом TQ,. то коэффициент пропорциональности преобразования раз,ностй фаз во временной интервал равен Т з/360. Следовательно длительность вре 5енно1О интервала, сформированного формирователем 16 и соответствующего разности фаз 180 эл,град., Должна быть То/2. .

Так как получена линейная зависимость между временным интервалом (длительностью выходного импульса) и разностью фаз, разрешающая способность индикатора имеет постоянное значение и ее легко увеличить, увеличивая скорость развертки или размер экрана. В связи с тем, что в ус тройстве на вход индикатора поступают видеоимпульсы постоянной амплитуды, то погрешности за счет нелинейности амплитуды характеристики и переходных процессов усилителя вертикального отклонения индикатора исключены. Требования к динамическому диапазону индикатора уменьшены. Дополнительным положительным фактором является то, что результат измерения может быть легко представлен в цифровой форме.

Формула изобретения

Устройство для измерения разности фаз непрерывных.СВЧ сигналов по авт. св. 41.0329, отличающеес я тем, что, с целью повышения точности измерения за счет линеаризации функциональной зависимости между измеряемой разностью фаз и выходным параметром устройства, в него введены селектор полярности,селектор длительности, два селектора формы видеоимпульсов ,развяэываю1чий элемент, нелинейный преобразователь, формирователи переменного и постоянного временных интервалов, электронный переключатель и 5 формирователь стоповых импульсов,причем управляемый ключ подсоединен к рсциллографическому индикатору через последовательно соединенные селектор полярности, первый селектор формы

0 видеоимпульсов, развязывающий эле- : мент, нелинейный преобразователь и формирователь переменного временного интервала, а к выходам формирователя переменного временного интервала при5соединены своими выходами соответственно селектор длительности и электронный переключатель, формирователь стоповых импульсов и фopмиpoвateль постоянногб временного интервала, при этом второй вход нелинейного пре0образователя соединен с электронным переключателем, управляющие входы которого подсоединены ко вторым выходам селекторов форь1Ы видеоимпульсов, объединенным с двумя входами

5 развязывающего элемента, четвертый вход которого подключен к первому выходу второго селектора формы видеоимпульсов, соединенного по входу с выходом селектора полярности и входом селектора длительности.