Фазометр — SU 425124 (original) (raw)
РГя/", гр , ОПИСАНИЕ ИЗОБРЕТЕНИЯ пп 425124 Сотов Советских Социапистических(22) Заявлено 28.02,72 (21) 1752319/18-10 л, 6 01 г 25/О 51) рисоединением заяв асударствеииый комитетСавета Мииистрав СССРпе делам изебретеиийи аткрытий(72) Авторы изобретения Нечаев и С, И. Пятин 71) Заявител(54) ФАЗОМЕТР и 2 подаются ра, = ЬсозЫ - ; Изобретение относится к фазоизмерительной технике и может быть использовано вфазометрах с преобразованием частоты приизмерении сдвига фаз радиоимпульсных сигналов как при многократном, так и однократном воздействии коротких радиоимпульсов.Известные фазометры с преобразованиемчастоты содержат смесители, гетеродин, устройство для автоподстройки частоты, опорныйгенератор, фильтры, усилители-ограничители, 10фазовый детектор и индикатор.Такие фазометры могут работать только втом случае, если сигналы на входах фазометра являются непрерывными колебаниями,так как устройство для автоподстройки частоты является достаточно инерционным и дляего срабатывания и установки требуемойчастоты гетеродина необходимо длительноевремя. Для работы в импульсном режиме итем более при однократном воздействии коротких радиоимпульсов длительностью 0,1 -10 мсек такие фазометры не пригодны,К недостаткам фазометров следует отнеститакже необходимость ручной настройки гетеродина, так как устройство для автоподстройки частоты срабатывает только в том случае,если частота сигнала на выходе фильтраблизка к частоте опорного генератора, Ручная настройка гетеродина позволяет установить его частоту такой, чтобы сработало уст- ЗОройство автоподстройки частоты. Цель изобретения - измерение разности фаз радиоимпульсных сигналов как при многократном, так и при однократном воздействии, а также автоматизация измерений.Это достигается введением в устройство двух однополосных модуляторов и делителя частоты, причем один из входов однополосных модуляторов подключены к выходам гетеро- дина, а другие - к выходам опорного генератора, а выходы однополосных модуляторов подключены к смесителям, выходы которых через фильтры и усилители подключены к третьему смесителю, выход которого через фильтр подключен к входу усилителя-ограничителя, к выходу которого подключен вход делителя частоты, выход подсоединенного к фазовому детектору, а второй вход фазового детектора подключен к выходу другого усиля теля-ограничителя, входом подключенного к опорному генератору, а выход фазового детектора подсоединен к индикатору.На чертеже изображена блок-схема устройства.Устройство содержит смесители 1, 2 и 3, гетеродин 4, однополосные модуляторы 5 и 6, опорный генератор 7, фильтры 8, 9 и 10, усилители 11 и 12, усилители-ограничители 13 и 14, делитель частоты 15, фазовый детектор 16. индикатор 17,На входы смесителей 1диоимпульсные напряжения1015 20 25 3040 4550 Это напряжение подается на вход усилителя-ограничителя 13, на выходе которого получается прямоугольное напряжение типа меандр с постоянной амплитудой. Коэффициент усиления усилителя-ограничителя 13 должен быть выбран так, чтобы ограничение имело место при минимальных амплитудах входных напряжений У,(1) и У(1). Выходное напряжение усилителя-ограничителя 13 подается на вход делителя частоты 15. Информация об измеряемом фазовом сдвиге содепжится в радиоимпульсном напряжении У,55 60 65 и У,= У созови, Синусоидальные напряжения с выходом гетеродина 4 с частотой а 1 подаются на два однополюсных модулятора, на которые поступают также синусоидальные напряжения с частотой 52 с выходов опорного генератора. На выходе модулятора 6 выделяется напряжение верхней боковой полосы Уз=соз(в+й) 1, на выходе модулятора 5 выделяется напряжение нижней боковой полосыУ, = сов (а, - 2) 1.Амплитуды напряжений У, и У, приняты равными единице для упрощения последующих тригонометрических преобразований, Таким образом, на смеситель 1 поступают напряжения У, и Уз, на смеситель 2 - напря- жения У и У. Как следует из теории преобразования частоты, на выходах смесителей имеются колебания частот, равных разности и сумме частоты входных напряжений (причем только эти составляющие, если смесители балансные). Фиьтры 8 и 9 выделяют компоненты напряжений имеющих суммарные частоты. Данные фильтры должны быть полосовыми с полосой от о,+а 1+О. до а, + +0)1Й, Где Ощщ и 0)прдс значения минимальной и максимальной несущих частот входных радиоимпульсов.Выходные напряжения фильтров 8 и 9 усиливаются усилителями 11 и 12 для повышения чувствительности фазометра и обеспечения линейного преобразования в смесителе 3. Выходные напряжения 1l и У усилителей 11 и 12 равныУ, = КИ, (1) соя+ й, + Й) 1 - )У, = КУ, (1) соз (а + ш, - 2) 1.Коэффициент К учитывает потери преобразования в смесителях 1 и 2 коэффициенты передачи фильтров 8 и 9 и коэффициенты усиления усилителей 11 и 12, Предполагается, что К в обоих каналах фазометра одинаков, Некоторое неравенство коэффициентов К в каналах фазометра, обусловленное возможной неидентичностью узлов, не отражается на его работе.Напряжения У, и Уб поступают на входы смесителя 3, к выходу которого подключен фильтр 10, настроенный на разностную частоту напряжений У и Уб. Напряжение на выходе фильтра равноУ, = КД,У, соз(2 И - у) частота которого вдвое превышает частоту опорного генератора. Деление напряжения У по частоте на 2 позволяет измерять исследуемый фазовый сдвиг на частоте опорного генератора О. Напряжение первой гармоники несущей частоты на выходе делителя частоты может быть записано в видеО; = У(1) соя 21 --2Напряжение на выходе опорного генератора У, =УсозЮ,Для измерения исследуемой разности фаз напряжения У, и У, необходимо подать на фазовый детектор, причем для получения наибольшей широкополосности и быстродействия (что в данном случае очень важно, поскольку предлагаемый фазометр предназначен для измерения разности фаз между короткими радиоимпульсами) целесообразно использовать кольцевую схему фазового детектора. Одно из входных напряжений фазового детектора 16, снимаемое с выхода делителя частоты 15 уже имеет прямоугольную форму. Другое напряжение, с выхода опорного генератора , для преобразования в прямоугольную форму подается на усилитель-ограничитель 14, с выхода которого прямоугольное напряжение поступает на другой вход фазового детектора 16. Среднее значение тока в нагрузке фазового детектора будет равно1 = - (тс - 2 э),КОгде К - коэффициент, учитывающий потери в фазовом детектора и определяемый значениями выходных сопротивлений источников сигналов, сопротивлений диодов и нагрузки фазового детектора;У - амплитуды прямоугольных напряжений на входах фазового детектора;ф - фазовый сдвиг между входными напряжениями фазового детектора в нашем случае ф -- .92Выходное напряжение на нагрузке фазового детектора Я будет равно1 о - (" + ИТаким образом, при нулевом фазовом сдвиге СУ,О= КУЯ, при изменении фазового сдвига от - 180 до +180 выходное напряжение фазового детектора линейно изменяется от 0 до 2 КП.Выход фазового детектора подключен к индикатору, в качестве которого может быть использован осциллограф, шкала на экране которого отградуирована в значениях сдвига фаз между входными напряжениями, При однократном воздействии радиоимпульсов целесообразно применить осциллограф с посл есвечением, При автоматических измерениях в качестве индикатора используется425124 Л 7Гз Составитель Л. Прохороваедактор Т, Иванова Техред Е. Борисова Корректор Л, Орлова каз 2678/4 Изд.745 ЦНИИПИ Государственного комитета по делам изобретений и й 4 осква, Ж, РаушскаяТираж 6(8Совета Министров СССоткрытийаб., д. 4,5 одпнсно Типография, пр. Сапунов быстродействующий цифровой вольтметр, с выхода которого информация в виде двоично-десятичного кода поступает в ЭВМ. Предмет изобретенияфазометр, содержащий смесители, гетеродин, опорный генератор, фильтры, усилители, усилители-ограничители, фазовый детектор, индикатор, отличающийся тем, что, с целью измерения разности фаз радиоимпульсных сигналов как при многократном, так и при однократном воздействии, а также автоматизации измерений, фазометр снабжен двумя однополосными модуляторами и делителем частоты, причем одни из входов однополосных модуляторов подключены к выходам гетеродпна, а другие - к выходам опорного генератора, а выходы однополосных модуляторов подсоединены к смесителям, выходы которых через фильтры н усилители подключены к третьему смесителю, выход которого через .фильтр связан с входом одного усилителя-ограничителя, к выходу которого подключен вход делителя частоты, выходом 10 подсоединенного к одному входу фазовогодетектора, а второй вход фазового детектора связан с выходом другого усилителя-ограничителя, входом подключснного к опорному генератору, а выход фазового детектора под соединен к индикатору.