Преобразователь частоты для переноса угла сдвига фаз входных сигналов на фиксированную частоту Советский патент 1982 года по МПК G01R25/00 

(54) ПРЕОБРАЗОВАТЕЛЬ ЧАСТОТЫ ДЛЯ ПЕРЕНОСА УГЛА СДВИГА ФАЗ ВХОДНЫХ СИГНАЛОВ НА ФИКСИРОВАННУЮ ЧАСТОТУ

1

Изо)етение относится к измерению угла сдвига фаз синусоидальных напряжений и может быть использовайо в фазометрах, а также системах тропосферной и спутниковой связи, в частности, при к&мерении угла сдвига

аз малых по ампл туде сигналов.

По основяому авгг. св. № 602878 известен преобразователь частоты для переноса угла сдвига фаз входных свгна лов на частоту вспомогательного генератора, содержащий три сместп-еля с фильтрами, два умножителя и генератор, причем первые входы первого и второго J5 смесителей подключены к входным клеммак преофазователя а вторые - s выходам умножителей, вход первого из которых подключен к выходу генератора, а,,ыходзы фильтров первого и второго о смесителей соединены с входами третьего смесителя. Выходами преофазователя являкэтся выходы генератора и филкгра третьего смесителя ij .

Недостатком этого устройства является низкая точность переноса на частоту генератора угла сдвига фаз малых по амплитуде входных сигналов. Это связано с тем, что частота генератора равна частоте настрой1ш фильтра на выходе третьего смесителя. При малых амплитудах входных сигналов рабочие напряженна, которые подаются на входы третьего смесителя, становятся сравнимы с паразитным сигналом от генератора. Этот сигнал попадает на вход Т5 етьего фильтра путем прямой наводки (поскольку затухание, вносимое экранировкой,; имеет конечное значение) и непосредственно через элементы схемы, что приводит к его векторному снижению с рабочим сигналом, д, следовательно, большой погрешности переноса угла сдвига фаз. Крок1е этого гармоники напряжения генератора, попадая на входы третьего смесителя, также пносят значительнуюпогрешность.Нафо- не парааигного сигнала становится невозможным вьщелигь малый по амплитуде сигнал. Цепь азо% етения - ловьшение точнос ти переноса угпа сдвига фаз. Поставленная цепь достигается тем, что преобразов1атель частоты для переноса угла сдвига фаз входных сигналов на фиксированную частоту, содержащий три смесителя с фильтрами, два умножителя и генератор, в котором первые входы первого и второго смесителей подключен к входным клеммам преобразователя, а вторые - к выходам умножителей, вход первого из которых подключен к выходу генератора, а выходы фильтров первого и второго смес1ггелей соединены с входами третьего смесителя, выход которого явЛяется первым выходом преобразователя введены дополнительные генератор, умножитель и смеситель, причем выход допоггнительного умножителя является вт рым выходом преобразователя, а вход подключен к выходу дополнительного сме сителя, первый вход которого подключен к выходу генератора, а второй - к выход дополнительного генератора и входу второго умножителя. На чертеже приведена функциональная схема преобразователя. Преобразователь частоты для перенос тла сдвига фаз входных сигналов на фиксированную частоту содержит три смесителя 1, 2 и 3 с подключенными к их выходам фильтрами соответственно 4 5 и 6, первые входы смесителей 1 и 2 подключены к входным клеммам .преобразователя, а вторые - к выходам соответ ственно первого и второго умножителей 7 и 8, входы которых подключены соответственно к выходам генератора 9 и допол 1ительного генератора 10, а также к входам дополнительного смесителя 11 а выход последнего подютючен к входу дополнительного умножителя 12, выход которого является одним выходом преобразователя, причем другим выходом преобразователя является выход фильтра 6, а входы смесителя 3 подключены к выходам фильтров 4 и 5. Предлагаемое устройство работает следующим образом. На вход смесителя 1 подается одно из сравниваемых напряжений U (ojli-P), а на другой вход выходное напряжение умножителя ((), гдеср ,52 - начальный угол сдвига фаз и частота выходного напряжения генератора 9. Фильтр 4 выделяет напряжение ; . . 1) На входы смесителя 1 подается второе сравниваемое напряжение Uj sin cot и выходное нш ряжение умножителя 8 .5 nt iS24t ncfsl г начальный угол сдвига фаз и частота выходного напряжения дополнительного генератора 1О. Фильтр 5 выделяет напряжение (lO-nQ,)t-nt(),i. (г) Выходные напряжения фильтров 4 и 5 подаются на входы смесителя 3, а фильтр 6 вьщеляет напряжение ,б 6т 1522-«. + )1 Это напряжение (З) является одним из выходных напряжений преобразователя, а для образования второго выходного напряжения сигналы генераторов 9 и 10 подаются на входы смесителя 11, а его выходное напряжение умножается в п раз с помощью умножителя 12, на входе которого выделяется напряжение ,(cf2-Cp,)l (4) Как видно из выражений (3) и (4), вькодные напряжения преобразователя сдвинуты относительно друг друга на угол Cf и имеют фиксированную частоту n(S22 i) Повышение точности переноса угла сдвига фаз достигается за счет того, что частоты генераторов не равны частоте настройки выходного фильтра 6, отсутствует влияние паразитной наводки на его вход, а также устраняется возможность попадания гармоник генераторов на входы смесителя 3, так как частоты генераторов S2 , и fj 2. можно выбрать достаточно большими, что позволяет произвести их хорошую фильтрацию фильтрами, стоящими на выходах первого и второго смесителей. Формула изоб тения Преобразователь частоты для переноси угла сдвига фаз входных сигналов на фиксированную частоту по авт. св. № 602878 отличающийся тем, что, с целью повышения точности, в него введены дополнительные генератор, .смеситель и умножитель, причем выход дополнительного умножителя является вторым выходом .преобразователя, а вход подключен к выходу додолнительного смесителя, первый вход

которого подключен к выходу генератора, а второй - к -выходу допопннтепьногоге-i нератора и входу второго умножителя.

Источники ннформашги, принятые во внимание при экспертизе

1. Авторское свидетельство СССР № 6О2878, кп Q 01 R 25/ОО, 1975.

11

12