Устройство для измерения фазового сдвига Советский патент 1980 года по МПК G01R25/00 

1

Изобретение сугносится к фазонзмери- тельной текнике, может быть применено для измерения фазы модулирующего колебания амплйтудно-модупированных или . фазомодулированных сигналов измерителей группового времени запаздывания с высокой сосредоточенностью энергии по спектру, а также в других радиотахнически.х измерительных устройствах, используюидах подобные сигналы.

Известен фазометр, содержащий устройство преобразования частоты и блок автоматической фазовой автоподстройки.

Недостатком известного устройства является невозможность .измерения фазы напряжений модуляции входного сигнала.

Наиболее близко к предлагаемому устройство для измерения фазового сдвига, содержащее входной смеситель, первый УПЧ, второй смеситэпь, широкополосный УПЧ, цепь фазовой автоподстройки по несущей, фазовый детектор, синтезатор частот, модулятор и фазометр.

2

Недостатки /прототипа - значительная составляющая амплитудно-фазовой погрешности, недостаточная чувствительность и сложность.

Целью изобретения является уменьшение амплитудно-фазовой погрешности, повышение чувствительности и упрощения.

Указанная цель достигается тем, что, в устройстве для измерения фазового сдвига, содержащем последовательно включенные смеситель, усилитель промежуточной частоты, амплитудный детектор и фазометр, генератор опорной.частоты, блок фазовой автоподстройки частоты, один нз входов которого соединен с выходом генератора опорной частоты, а другой - со аходом смесителя, генератор опорной модуляционной частоты, дополнительнь1й смеситель и модулятор, один ИЗ В.ХОДОВ которого соединен с выходом блока фазовой автоподстройки .частоты, а выход - со вторым входом смесителя, выход генератора опорной модуляционной частоты соединен с управляющим входом модулятора и одним из В.ХОДОВ дополнительного смесителя, а выход последнего соединен со вторым входом фазометра.; На фиг. 1 изображена структурная электрическая схема устройства на фиг. 2 представлены спектры сигналов. Устройство содержит смеситель 1, усилитель промежуточной частоты 2, амплитудный детектор 3, фазометр 4, ,блок фазовой автоподстройки S, модулятор 6, генератор опорной модуляционной частоты 7, дополнительный смеситель 8 и генератор опорной частоты 9. .Устройство работает следующим образом. На смеситель 1 поступают входной сигнал, модулированный по фазе с частотсй f , и сигнал модулятора 6, модули рованный вьгх6днЬ1М тнапряжением . генератора 7 опорной модуляционной час сколь угодно близкой, но не совпадающей с возможными значениями-Р„ Примерные, спектры этих сигналов при ведены на фиг. 2.- а, 2 б. Несущая часtpTa сигнала модулятора, полученная блоком 5 фазовой автоподстройки по несущей, следит за изменениями несущей частоты входного ФМ сйгТйШ и; поэтому HecyBiiaH частота сигнала на вьгходе смесит И1Я 1 (промежуточная частота f ) постоянна. Cueittp сигнёла на выходе смесителя 1 представлен на фиг. 2 в. Центральная ЧИСТЬ спектра (фиг. 2 г) выходного сй1гйала смесителя вьшепяется усилите-, лем промежуточной частоты 2, резонансная частота которого равна разности aedymftx частот входного ФМ сигнала и модулятора 6 а полоса пропускания близка к 2 ( f - fLonb Ширина спектра выделенного колебания промежуточной частоты в предлагаемом устройст ве в ч раз меньше ширины (м - троп) спектра колебания промежуточной частоты известного устройства. С выхода уси лителя промеясутоЧЕНой частоты 2 нормированный по амплитуде сйгТиал поступает на аход детектора 3. Выходное напряжение детектора частотой Т„ - закон изменения фазы которого одно знйчно соответствует закону изменения фазьГ модуляции Годного ciSftianaУСТ- ройства, поступает на один в.ход фазометра, на другой его вход поступает эталонное напряжение той же частоты с выхода дополнительного смесителя 8. Модулятор 6 выполнен по известной схеме, применявигейся для формирования

.-r-:« ;ih-j:.-i. ФМ сигналов. Он содержит балансный модулятор, на вьрсоде которого подавлена несущая частота, фазовращатель, через «оторый несущая частота поступает на йход cyммиpyющe o усилителя, и усилиenb сигнала , с регулируемым оэффициентом усиления. На выходе мо- улятора существенную амплитуду имеют только три спектральные составляющие: несущая и две боковые - верхняя и нижняя, отгстоящие от несущей на частоту . Предус Лотрена; возможность регулирования амплитудных и фазовых соотнощений в: выходном сигнале модулятора с помощью регулируемого фазовращателя и усилителя сигнала -Рцд„. Регулируя фазовые соотношения в выходном сигнале модулятора, можно обеспечить преобразование входного ФМ или AM сигнала в AM или ФМ сигнал промежуточной частоты. Лучший результат получен при AM сигнале промежуточной частоты, так как ФМ сигнал промежуточной частоты содержит паразитную амплитуднуюмодуляцию, являющуюся причиной фазовой погрешности, возникающей в демодуляторе ФМ сигнала... Применение в пре/щагаемом устройстве генератора опорной модуляционной частоты моп сколько угодно близкой, но не совпадающей с возможными значениями частоты мод5ляции в.ходного сигнала,поЗвЬляёт сузить спектр копе-i бания промежуточной частоты и, следовательно, полосу пропускания усилителя промежуточной частоты, в . раз. Тем caMbHvt примерно во сто11Й ко же раз ум еньшается возникающая в амплитудном нормирователе усилит.оля промежуточной частоты амплитудно-фазовая погрешность и увеличивается отношение сигн.ал/шум на входе демодулятора. В случае исп.ользования устройства в измерителе группового времени запаздывания отношр.рие f.. 5 4 --10-Ю и 3 о б Формула р 8. т е н и я Устройство для измерения фазового сдвига, содержащее послетгобательно включенные смеситель, усш1итель про ежуточНой частоты, амплитудный детектор н фазометр, генератор опорной частоты, блок фазовой автоподстройки частоты, один из входов которого соединен .с вьр:одом генератора опорной частоты, а другой - со входом смеснтопя, генератор опорной модуляционной , дополнительный смеситель и модулятор, один из аходов которого соединен с вьрсодом блока фазовой автоподстройки частоты, а выход - со вторым входом ск{есителя, отличающееся тем, что, с

йепьто уменьшения амш1ИтудноЦ)азовой погрешности, повышения чувствительнооти и упрЬйШнйя, Генератора опорной модуляционной частоты соедрнев с управляющим аходом модулятора и одним из входов Дополнительного смесителя, а выход последнего соединен со вторым входом фазометра.