Акустооптический фазометр Советский патент 1980 года по МПК G01R25/00 

1

Изобретение относится к фазоизмерительной технике и может быть использовано в радиолокации и контрольно-измерительной технике, а также 5 для обеспечения калиброванного фазового сдвига в полосе частот.

Известен акустооптический фазометр, построенный по принципу компенсационного измерения разности фаз, fo который содержит звукопровод из пьезоактивного материала, на который .нанесены входные преобразователи первого и второго каналов, расположенные один под другим, и выходной многоэле- j ментный преобразователь, состоящий из отдельных пачек, электроды которых, расположенные в первом и втором канале, имеют смещения относительно друг друга, меняющиеся от пачки к 20 пачке вдоль линии выходного преобразователя f ,

Недостатками фазометра являются частотная зависимость показаний, связанная с пространственным смещением 25 пачек электродов в выходном многоэлементном преобразователе, и низкая точность измерений из-за невозможности получения плавного изменения фазового сдвига.30

Известен акустооптический фазометр, который содержит звукопровод из пьезоактивного материала с нанесенными на его поверхности входными преобразователями первого и второго каналов, расположенными один под другим, звукопоглощающими покрытиями и выходным преобразователем, выполненным в виде двух решеток, в одной из которых расстояние между соседними электродами отличается от расстояния между соседними электродами в другой так, что по всей длине выходного преобразователя, количество электродов в каждой из решеток которого более чем в два раза превышает число полупериодов колебаний заполнения радиоимпульса, набег смещения электродов составляет более одной длины ультразвуковой поверхностной волны р.

Недостатком известного устройства является частотная зависимость показаний измерения.

.Цель изобретения - расширение частотного диапазона.

Поставленная цель достигается тем, что в акустооптический фазометр, содержащий звукопровод с входными преобразователями первого и второго каналов, расположенными один под другим, звукопоглощающими покрытиями, расположенными по торцам звукопровода, и выходным преобразователем, расположенным на звукопроводе и выполненным в виде двух решеток, расположенных одна под другой, количество электродов в каждой из которых более чем в два раза превышает число полупериодов колебаний радиоимпульсов, а расстояние между соседними электродами одной из решеток отличается от расстояния между соседними электродами другой так, что набег смещения электродов по всей длине выходного преобразователя составляет более одной длины ультразвуковой поверхностной волны, снабжен регистрирующим прибором, блоком синхронизации и диэлектриком постоянной толщины, имеющим акустический контакт с входными и выходным преобразователями и рабочей поверхностью звукопровода, причем скорость акустической поверхностной волны в диэлектрике должна быть выше скорости распространения указанной волны в звукопроводе, выходной преобразователь соединен с входом регистрирующего прибора, управляющий вход которого соединен с одним из выходов блока синхронизации, второй выход которого соединен с входом входного преобразователя второго канала.

На фиг. 1 изображено схематическое построение звукопровода с преобразователями и слоем диэлектрика; на фиг. 2 - схема измерения разности фаз импульсных радиосигналов.

Акустооптический фазометр состоит из эвукопровода 1, входных преобразователей первого 2 и второго 3 каналов , вЕ ходного преобразователя 4, звукопоглощающих покрытий 5, диэлектрика б постоянной толщины, регистрирующего прибора 7 и блока 8 синхронизации.

Устройство работает следующим образом.

На выходные преобразователи 2 и 3 первого и второго каналов подают радксиг.-шудьсы, между которыми необходимо определить разность фаз. Входные преобразователи 2 и 3 под действием возникающего между электродами электрического поля возбуждают в каждом из каналов акустические поверхностные волны, имеющие равные амплитуды и распространяющиеся вдоль звукопровода к выходному преобразователю. Сигналы акустических поверхностных волн, измеренные на одинаковом расстоянии от входных преобразователей, сдвинуты по фазе на величину, равную сдвигу фаз напряжений, питающих входные преобразователи. На выходном преобразователе 4, охватывающем оба акустических канала, акустические поверхностные волны каждого из каналов

вновь преобразуются в электромагнитные и суммируются.

Пространственное смешение электродов одного канала относительно электродов другого, меняющееся по длине выходного преобразователя, создает дополнительный фазовый сдвиг между восстановленными сигналами, поэтому амплитуда суммарного сигнала зависит как от входной разностифаз, так и от места расположения регистрирующих электродов в выходном преобразователе.

Разность фаз, равную It, определяют регистрирующим прибором 8 по отсутствию суммарного сигнала на какойлибо паре электродов в выходном преобразователе 4 по его временной зависимости. Для однозначности отсчета осуществляют запуск калиброванной временной развертки регистрирующего прибора 8 в момент времени, когда сигналы акустической поверхностной волны достигают выходного преобразователя. Неизвестный фазовый сдвиг между входными сигналами определяют через величину сдвига фаз, обусловленную пространственным смещением тех электродов в выходном преобразователе, где регистрируют отсутствие суммарного сигнала. Синхронизацию работы устройства обеспечивает блок 8 синхронизации.

При изменении частоты входных сигналов наличие слоя диэлектрика 6 приводит к изменению величины фазовой скорости акуст1-2ческих поверхностных волн, причем в силу линейной частотной зависимости скорость изменяется в соответствующей пропорции, что сохраняет все фазовые соотношения и обеспечивает независимость показаний фазометра от частоты.

Предлагаемый акустооптический фазометр позволяет расширить диапазон частот для прямых измерений благодаря введению диэлектрика, обеспечивающего зависимость скорости распространения акустической поверхностной волны от частоты, и снизить стоимость устройства за счет возможности изготовления фазометра на непьезоактивно звукопроводе.

Формула изобретения

Акустооптический фазометр, содержаидий звукопровод с входными преобразователями первого и второго каналов расположенными один под другим, звукопоглощающими покрытиями, расположенными по торцам звукопровода, и выходным преобразователем, расположенным на звукопроводе и выполненным в виде двух решеток, расположенных одна под другой, количество электродов в каждой из которых более чем в два раза превьшает число полупериодов колебаний радиоимпульсов, а расстоя