Радиоимпульсный фазометр Советский патент 1981 года по МПК G01R25/00 

I

Изобретение относится к фазометрии и MOKet найти применение в радиотехнике.

Известны фазометры для измерения мгновенного значения сдвига фаз радиоимпульсных сигналов, которые содержат опорный и исследуемый каналы, входные блоки, фазовращатель и широкополосный усилитель Г1.

Недостатками известного устройства являются длительная и многоступенчатая процедура измерений и малая их точность.

Известен также радиоимпульсный фазометр, выполненный по двухканапьной симметричной схеме, в каждый из каналов которой входят смеситель, фазовый детектор, запоминающий блок, перестраиваемый генератор, образующие с управляющим элементом следящую фазовую систему, а также обищй опорный генератор и формирователь измерительного импульса с индикаторным устройством 12.

Недостатком известного фазометра является наличие погрешности, обусловленной неидеальностью запоминающего блока, возрастающей с увеличением длительности паузы, что ограничивает допустимые скважности.входных радиоимпульсных последовательностей.

Цель изобретения - повьш1ение точности.

Поставленная цель достигается тем,

10 что радиоимпуяьсный фазометр, содержащий последовательно соединенные соответственно первые и вторые входные блоки, фазовые детекторы,.ключи и блоки запоминания, первый и второй

«5 перестраиваемые генераторы, выходы которых соединены соответственно со вторыми входами первого и второго фазовых детекторов, первый .и второй смесители, снабжен третьим и четвер20тым фазовыми детекторами, интегратором, фазовращателем, нуль-индикатором, опорным генератором, гетеродином, и сумматором, причем выход пер3вого блока запоминания соединен с одним из входов сумматора, второй вход которого подсоединен к выходу интегратора, а выход - через первый перестраиваемый генератор к одному из входов первого смесителя,второй вход которого присоединен к выходу гетеродина и второму входу второго смесителя, первый вход которого соединен с выводом второго перестраивае мого генератора, выход первого смесителя через фазовращатель, а. второго непосредственно подсоединены соответственно к первому и второму входам третьего фазового детектора, выход которого соединен со входами интегратора и нуль-индикатора,выход второго смесителя и опорного генератора соединены соответственно с первым и вторым входами четвертого фазо вого детектора, выход которого подсоединен ко входу .гетеродина. На чертеже представлена блок-схема радиоимпульсного фазометра, . Радиоимпульсный фазометр содержит первый входной блою 1, первый фазовы детектор 2, первый ключ 3, первый блок 4 запоминания, сумматор 5, первый перестраиваемый генератор 6, пер вый смеситель 7, фазовращатель 8, тр тий фазовый детектор 9, интегратор 10, нуль-индикатор 11, четвертый фазовый детектор 12, второй смеситель 13, опорный генератор 14, гетеродин 15,второй перестраиваемый генератор 16,второй блок 17 запоминания, второй ключ 18, второй фазовый детектор 19 и второй входной блок 20. Устройство работает следующим образом. Радиоимпульсный фазометр выпол ней по симметричной двухканальной схеме. В первом канале входной блок , первьй фазовый детектор 2, первый ключ 3, первьй блок 4. запоминания, сумматор 5 и первый перестраиваемый генератор 6 образуют замкнутую следящую фазовую систему. Во вто ром канале второй входной блок 20, второй фазовый детектор 19, второй ключ 18, второй блок 17 запоминания и второй перестраиваемый генератор 16 также образуют петлю следящей фазовой системы. Петли отрабатывают во время действия радиоимпульса начальную разность фаз входного сигнала и сигналов перестраиваемых генераторов 6 и 16, а в момент его отсутствия блоки 4 и 17 запоминания сохраняют неизменным напряжение, а следовательно, и частоту и фазу перестраиваеьых генераторов 6 и 16. Сигналы с выходов перестраиваемых генераторов 6 и 16 каждого из каналов поступают на вход первого 7 и второго 13 смесителей, а на гетеродинные входы этих смесителей поступает сигнал с общего дпя обоих каналов гетеродина 15. Сигнал промежуточной частоты с выхода одного из каналов поступает на фазовращатель 8, а с выхода второго смесит теля 13 - на первьй 9 и второй 12 фазовые детекторы. На второй вход фазового детектора 12 .поступает сигнал опорного генератора 14 с частотой, равной промежуточной, а сигнал. с 1выхода фазового детектора 12 поступает на. управление частотой гетеродина 15, Смеситель 13, гетеродин 15, -фазошлй детектор 12 и опорный генератор 14 образуют петлю фазовой автоподстройки частоты, что позволяет уменьшить составлякидую погрешности за счёт .нестабильности частоты гетеродина 15. Кроме того, сигнал с выхода смесителя 13 поступает на вход фазового детектора 9. на второй вход которого поступает сигнал промежуточной частоты с выхода фазовращателя 8. Во время действия первого радиоимпульса фазовращатель 8 обнулен, сигнал с выхода фазового детектора 9 пропорционален текущей разности фаз сигналов с выхода смесителей обоих каналов и не равен нулю. Сигнал с выхбда фазового.детектора 9 через интегратор Ю поступает на сумматор 5 в цепи следящей фазовой системы первого канала. Поскольку постоянная времени интегратора значительно больше длительности радиоимпульса, то во время его действия с вь1хода интеграторов 10 на вход сумматора 5 сигнал не поступает и не влияет на перестройку частоты перестраиваемого генератора 6 первого канала. В паузе за с.чет того, что напряжение на вьЬсодезапоминающих блоков 4 и 17, первого и второго каналов при началывлс расстройках по частоте, отличных от нуля, не равно нулю, при неидеальности запоминающих устройств Происходит уход фазы ПРрестраиваемох генераторов ,,5UUjy(t)uUJ,,r.(t)i,

где u -изменение напряжения на запоминающем устройстве по время пауз Это ведет к росту погрешности синхронизации с увеличением дпитепьности паузы 9 . ьЧ(t)Чo+5U nГьW-Л Упr lt)йi,

где б - длительность паузы, и ограничивает точность из-Мерений и допустимые скважности радиоимпульсов. Чтобы уменьшить эту составляющую погрешности, введенная дополнительная цепь содержит калиброванный фазовращатель 8, фазовьй детектор 9, интегратов 10 и перестраиваемый. генератор 6 и образует кольцо автог подстройки, астатичиое по фазе. Изменяя фазу сигнала с выхода смесителя 7 первого, канала с помощью калиброванного фазовращателя, производитс управление частотой перестраиваемого генератора первого канала сигналом с выхода фазового детектора 9, посту . пакяцим через интегратор 10 на вход сумматора 5 и далее на управляющий элемент перестраиваемого генератора 6. Как только фазы сигналов с выхода фазрвращателя 8 первого канала и смесителя 13 второго канала станут равными, сигнал с выхода фазового детектора 9 будет равен нулю, что индуцируется нуль-индикатором 11, и с фазовращателя .8 снимаются показания об измеряемом сдвиге фаз. Сигнал с выхода фазового детектора 9 .и интегратора 10 равен нулю, и фазо- метр готов к новой серии измерений.

Применение сумматора и кольца обратной связи с выхода фазового детектора позволяет уменьшить составляющую погрешности из-за неидеальНОСТ.И блока запоминания не менее чем на порядок. Поскольку перестраиваемый генератор 6, смеситель 7, фазовращатель В, ф зовый детектор 9 и интегратор 10 образуют систем фазовай автоподстройки частоты, астатичную по фазе, то погрешность.

вносимая этой цепью, определяется погрешностью фазовращателя 8.

. Формула изобретения Радиоимпульсный фазометр, содержаш;нй последовательно соединенные соответственно первые и вторые входные блоки, фазовые детекторы, ключи

и блоки запоминания, первый и второй перестраиваемые генераторы, выходы которых соединены соответственно со вторыми входами первого и второго фазовых детекторов, первый и второй смесители, отличающ и и с я тем, что, с целью повышения точности, он снабжен третьим и четвертым фазовыми детекторами, интегратором, фазовращателем, нульиндикатором, опорным генератором, гетеродином и сумматором, причем выход первого блока запоминания соединен с одним из входов сумматора, второй вход которого подсоединен к выходу интегратора, а выход - через первый перестраиваемый генератор к одному из входов первого смесителя, второй вход которого присоединен к выходу гетеродина и второму входу второго смесителя, первый вход которого соединен с выходом второго перестраиваемого генератора, выход первого смесителя через фазовращатель, а второго непосредственно подсоединены соответственно к .первому и второму входам третьего фазового детектора, выход которого соединен со входами Интегратора и нуль-индикатора, выход второго смесителя и опорного генератора соединены соответственно с первым и вторым входами четвертого фазового детек- . тора, выход которого подсоединен ко входу гетеродина.

Источники информации, принятые во внимание при экспертизе

1. Волков В.М., Иванько . Нестационарные процессы в элементах фазометрических . Киев, Техника, :1977, с.22-24.

2. Авторское свидетельство СССР

Iff 602877, кл. GOIR .25/00, 1977.