Измеритель фазы Советский патент 1980 года по МПК G01R25/00 

1

Изобретение относится к измерительной технике, радиотехнике и предназначено для использования в приемниках фазомодулированных сигналов и других фазоследящих системах.

Известно устройство измерения фазы, содержащее перемножитель,интегратор, устройство, производящее выборки, устройство, усредняющее с весом, фазовращатель и генератор опорного сигнала Щ .

Такое устройство характеризуется недостаточной точностью измерения фазы при изменении уровня сигнала и наличии помех в канале.

Известно устройство измерения фазы сигнала, содержащее усилитель, перемножители, фильтр нижних частот, нелинейный фильтр, фазовращатель, гетеродин, усилитель с изменяемым коэффициентом усиления 21 .

Это устройство не обеспечивает достаточной точности измерения фазы при изменении уровня помех в канале .

Целью изобретения является повышение точности измерения в условиях непостоянства уровней сигнала и помех ,

;1ля достижения поставленной uejni в измеритель фазы, содержащий noc-icдовательно ооед 5ненн 1;е иере.-.г.ожитс.пь , усилитель, фильтр нижних , 5 реактивную лампу и гетеродин , ьыход которого соединен с входом фазовращателя, и усилитель с изменяемы коэффициентом силения, введеу-:ы блок контроля состояния канала, матор, преобразователь функ1лий, дополнительный фазовращатель и двусторонний ограничитель. При-тем выход гетеродина соединен с одг:им из входов усилителя с изменяемым коэффи15 диентом усиления, выход которого подсоединен к первому входу с мматора, второй вход которого соединен с выходом фазовращателя, а ьыход сумматора через последовательно соединенные дополнительный фазовра11;атель и двусторонний ограничитель соединен с входом перемножителя,второй вход которого присоединен через блок контроля состояния канала к первому входу преобразователя функции, второй вход которого подсоединен к выходу фильтра нижних частот, а его выход соединен с управляющим входом усилителя с изменяемым коэФфИциентом

30 усиления.

Структурная схема измерителя фазы предстагзлена на чертеже.

Измеритель фазы содержит перемножитель 1, усилитель 2, фИльтр частот 3, реактивную лампу 4, гетеродин 5, фазовращатель 6, сумматор 7, дополнительный фазовращатель 8, ограничитель 9, блок 10 контроля состояния канала, преобразователь функций 11, усилитель 11 с изменяемым коэффициентом усиления.

Измеритель фазы работает следующим образом.

Сигнал с выхода линейной части приемника поступает на перемножитель 1 и блок 10 контроля состояния канала, С выхода перемножителя снимаетоя напряжение, зависящее от разности фаз принимаемого сигнала и опорного колебания, а также зависящее от нестаби.г:ьности уровня сигнала и помехи на выходе линейной части приемника

Г1рн повышении (снижении) отношения сигнал/ц ум и соответственно малой фазовой ошибке увеличение (уменьшение) 1 рутизны дикриминационной характеристики позволя ет повысить точность измерения фазь:. Управление дискримиг ациопной характеристикой дает введение в структурну схему ,цополн1..ггельных эЛЭг-изнгов и связ ме/кдУ ними. Если разорвать связь межДУ управляющим входдом усилителя 12 с изменяемз1м коэффициентом усиления и выходом преобразователя функций 11, оставшаяся часть схекл реализует функции стандартной cxeMini ФЛП с дискрими ационной характеристикой , пропорциональной д/;я синусоидальной несущей синусу разности фаз входного сигнала и опорного генератора 5.

Сигнал ошибки измерения фазы, усиленный усилителем 2, с зьзходгл фильтра нижних частот 3 преобразуется реактивной лампой 4 и гетеродином 5 в фазу опорного колебания, которое через фазовращатель 6 поступает на сумматор 7. На другой вход сумматора подается это же опорное колебание, причем амплитуда его опре/деляется на прял ением, сннмаег.-мм с выхода преобразователя функций 11,

Функциональная зависимость напряжения- на выходе преобразователя функций от сигнала, характеризующего состояние канала, и от сигнала ошибки выбирается в соответствии с требованиями к изменению дискриминационной характеристики. На выходе сумматора 7 фаза опорного колебания определяется выбранной функциональной зависш-юстью. Сдвиг фаз в дополнительном фазовращателе 8 выбирается таким, чтобы при установившейся ошибке измерения фазы сигнал и опоркое колебание на входах перемножителя 1 были сдвинуты по фазе на 90. Двусторонний ограничитель амплитуди 9 устраняет паразитные вариации амплитуды опорного колебания.

Функциональную зависимость преобразователя можно задать, например в виде f{h,E,t) )-(t), где h2(t) - отношение сигнал/шум на выходе линейной части приемника в данный момент времени - сигнал, характеризующий состояние канала; (t) - сигнал ошибки измерения фазы. Тогда через интервал времени At ошибка измерения фазы на выходе фильтра нижних частот 3 описывается выражением

(t itl 5 n arctg e(t)(itl

EiiUl ii

TfT e Itbh tTr

;оторое представляет собой по существу дискриминационную характеристику устройства для измерения фазы.

Информация о фазе опорного колебания может быть введена с выхода фильтра н гжних частот и представляет собой оценку разности принимаемого и опорного сигналов.

Формула изобретения

Измеритель фазы, содержащий последовательно соединенные перемножитель, усилитель, фильтр нижних частот, реактивную лампу и гетеродин, выход которого соединен с входом фазовращателя, и усилитель с изменяемым коэффициентом усиления, отличающийся тем,что, с целью повышения точности измерения в условиях непостоянства уровней сигнала и помех, он снабжен блоком контроля состояния канала, cyiviMaTOpoM, преобразователем функций, дополнительным фазовращателем и ограничителем, причем выход гетеродина соединен с одним из входов усилителя с изменяе1 ллм коэффициентом усиления, выход которого подсоединен к первому входу сумматора-, второй вход которого соединен с выходом фазовращателя, а выход сумматора через последовательно соединенные дополнительный фазовра1датель и двусторонний ограничитель соединен с входом перемножителя, второй вход которого присоединен через блок контроля состояния канала к первому входу преобразователя функции, второй вход которого подключен к выходу фильтра нижних частот, а его выход соединен с управляющим входом усилителя с изменяемым коэффициентом усиления.

Источники информации, принятые во внимание при экспертизе

1. . Стиффлер. Теория синхронной связи, §ып. 3, М.,. Связь, 1975, с. 124,

2о Тихонов В.И. Статистическая радиотехника, М,, Советское радио, 1966, с. 534,