Цифровой фазометр Советский патент 1981 года по МПК G01R25/08 

I

Изобретение относится к радиоизмерительной технике и монет быть использовано в радиолокации, радионавигации, радиоуправлении, а также в других областях техники, где необходимо измерение фазы радиосигналов на фоне шума.

Известен цифровой фазометр, состоящий из двух каналов корреляционного измерения фазы, двух вычислителей и умножителя. Этот фазометр не имеет погрешности, связанной с несовпадением частот сигнала и опорного генератора f|l.

Наиболее близким по технической сущности к предлагаемому является цифровое устройство для измерения фазы, содержащее полосовой фильтр, аналого-цифровой преобразователь, элементы задержки, блоки умножения, тригонометрические преобразователи sin, cos и arctg, генератор aмшlитyдj генератор аргументов, накапливающие сумматоры, ключи, блок вычисления отношения, регистры, блоки разности и блок управления 2.

Недостатком известных устройств является несогласованность корреляционных каналов, и, следовательно, дополнительные шумовые погрешности. Несогласованность корреляционных каналов объясняется тем, что определяющие согласование времена интегрирования в каналах должны быть принципиально различными, хотя сигнал в обоих каналах один.

Цель изобретения - повьштение точности измерения.

Цель достигается тем, что в цифровой фазометр, содержащий последовательно соединенные полосовой фильтр и аналого-цифровой преобразователь, два умножителя, подключенные первыми входами к выходу аналого-цифрового преобразователя, два накапливающих сумматора, входы которых соединены с выходами умножителей соответственно, а выходы подключены к двум входам блока определения отношения, выход которого соединен с тригонометрическим преобразователем arctg, и блок управления, введены смеситель выход которого соединен со входом полосового фильтра, а вход подключен к блоку обнуления фазы, выход которого соединен со входами двух дополнительных аналого-цифровых преобразователей, с одним непосредствен но, а со вторым через фазовращатель 90 f выходы которых соединены со вто рыми входами умножителей, причем вторые входы блока обнуления фазы, всех аналого-цифровых преобразователей и накапливающих сумматоров соединены с блоком управления. На чертеже приведена блок-схема цифрового фазометра. Фазометр содержит смеситель 1, по лосовой фильтр 2, блок 3 обнуления фазы, вьтолненный с помощью счетчикового делителя частоты со сбросом, аналого-цифровой преобразователь 4, два дополнительных аналого-цифровых преобразователя 5 и 6, фазовращатель 90® 7, два умножителя 8 и 9, два накапливающих сумматора 10 и 11, блок 12 определения отношения тригонометрический преобразователь 13 и блок 14 управления. Фазометр работает следующим образом. Входной сигнал u(t)cos(r(et+%) поступает одновременно на вход смесителя 1 и блока 3 обнуления фазы. Преобразование частоты сигнала в см сителе 1 и коэффициент деления блок 3 обнуления фазы выбираются таким образом, чтобы соблюдалось равенств частот сигналов на их выходах. На выходе смесителя 1 имеем u(t) cos (U)t+4ci), а на выходе блока обнуления фазы - u(t)cos(S)t. С выхода смесителя 1 сигнал проходит чере полосовой фильтр 2 и поступает на аналого-цифровой преобразователь 4. С выхода блока 3 обнуления фазы сиг нал поступает на вход одного из дополнительньк аналого-цифровых преобразователей 5 и через фазовращатель на вход другого 6. С блока 14 управления на все аналого-цифровые преобразователи 4, 5 и 6 по. ступает серия синхроимпульсов, обес печивая одновременность кодирования На выходе последних имеем соответственно коды (uJKut-npo), NaCk) cosguK t и M7,0)-sinui;Kfik-t. На выходах умножителей 8 и 9 полуN(k), чаем соответственно N(k), N(k) и N(k) N3(k), а на выходах накапливaюp иk сумматоров 10 и 11 А-.)М2(|)и B--2N,0)NjW На выходе блока 12 определения отношения образуется отношение В/Д , а на выходе преобразователя arctg 13 получаем значение начальной фазы . сигнала (f -arctg 0/Д . Измеренная фаза является фазой сигнала в момент времени, определенный импульсом обнуления, поступающим на блок 3 обнуления фазы от блока 14 управления. Таким образом, благодаря формированию опорного сигнала из рабочего сигнала, измерение фазы становится независимым от его частоты и время интегрирования может быть выбрано из условия полной согласованности с сигналом. Последнее обеспечивает уменьшение до оптимального значения шумовой погрешности, т.е. повьШ1ение точности. Формула изобретения Цифровой фазометр, содержащий последовательно соединенные полосовой фильтр и аналого-цифровой преобразователь, два умножителя, подключенные первыми вход1ами к выходу аналогоцифрового преобразователя, два накапливающих сумматора, входы которых соединены с выходами умножителей соответственно, а выходы подключены к двум входам блока определения отношения, выход которого соединен с тригонометрическим преобразователем arctg, и блок управления, отличающийся тем, что, с целью повьш1ения точности измерения, в него введены смеситель, выход которого соединен со входом полосового фильтра, а вход подключен к блоку обнуления фазы, выход которого соединен со входами двух дополнительных аналогоцифровьк преобразователей, с одним непосредственно, а со вторым через фазовращатель 90, выходы которых соединены со вторыми входами умножителей, причем вторые входы блока обнуления фазы, всех аналого-цифровых преобразователей и накапливающих сумматоров соединены с блоком управления . 0« Источники информации, принятые во внимание при экспертизе 1.Авторское свидетельство СССР № 479050, кл. G 01 R 25/08, 1974. 2.Авторское свидетельство СССР 490039, кл. G 01 R 25/08, 1975 (прототип).