Устройство для измерения фазовых сдвигов в четырехполюсниках

ОП ИСАНЙЕ ИЗОБРЕТЕН Ия К АВТОРСКОМУ СВИДЕТЕЛЬСТВУр 444129 Соаз Советских Социалистических Республик(61) Зависимое от авт. с (22) Заявлено 21.11.72 ( тдетель 847660,18-10 1) М. Кл. 6 01 г 2500 вки У ением з рисо Совета Министров СССРпо делам иэобретенийн открытий ллетець Ке 3 53) УДК 621 317 7(088.8) бликовацо 25.09.74 Дата опубликования описания 15.04,75(72) Авторы цзобретеци Г. Г. Красиков, Г, А, Витмаер и С. Н. Поп Томский институт автоматизированных систем управления и радиоэлектроники(54) УСТРО ДЛЯ ИЗМЕРЕНИЯ ФАЗОВЫХ СДВИГОВЕТЫРЕХПОЛЮС НИКАХ Изобретение относится к радиоизмерительцой технике и может быть использовано при измерении фазовых сдвигов в четырехполюсниках, обладающих большим амплитудным диапазоном изменения выходных сигналов. 5Известно устройство для измерения фазовых сдвигов в четырехполюсниках с большим амплитудным диапазоном изменения выходных сигналов, содержащее генератор сцнусоидальных сигналов, отсчетный калиброванный фазовращатель, соединенный с балансцым амплитудным модулятором, связанным через последовательно включенные исследуемый четырехполюсник, смеситель, селективный усилитель с индикатором нуля. Однако 1 я известное устройство имеет низкую точность измерения в области высоких частот.Целью изобретения является повышение точности измерения фазовых сдвигов в полосе частот. 20Эта цель достигается тем, что в одном из каналов измерения к выходу генератора синусоидальцых сигналов последовательно подключены две системы фазовой автоподстройки частоты (ФАПЧ), работающие по вторичным 25 биениям, таким образом, что подстрацваемый генератор первой системы ФАПЧ одновременно является эталонным генератором для второй системы ФАПЧ, а между выходом генератора сдвига и входом фазового детектора ЗО арственный комитет (32) Приорите одной из системы ФАПЧ включен отсчетный калиброванный фазовращатель и одновременно выход генератора сдвига подключен к управляемому входу балансцого амплитудного модулятора.Предлагаемое устройство приведено па чертеже.Оно содержит генератор 1 синусоидальных сигналов с частотой и, смссцтель 2, типовые системы ФАПЧ 3, 4, работающие по вторичным биениям, вкл 1 очающце смесцтелц (См), подстраивасмые генераторы (ПГ), фазовые детекторы (ФД), фильтры нижних частот (ФНЧ), управляемые элементы (УЭ), общий для обеих систем генератор сдвига (ГС) частоты Р, балансный амплцтудцьш модулятор 5, фазовращатель 6, исследуемый четырехполюсник 7, селективный усилитель 8, индикатор нуля 9.В устройстве выход генератора 1 сццусоидальных сигналов подключен к одному цз выходов смесителя 2 ц одновременно через две последовательно соедцнсцныс системы 3, 4 ФАПЧ, работающие по вторичным биениям, к входу балансного амплитудного модулятора 5. Выход генератора сдвига, общего для обеих систем ФАПЧ, подключен к входу фазового детектора одной из систем ФАПЧ чсрез фазовращатель 6 и одновременно выход генератора сдвига подключен к управляемомувходу балансного амплитудного модулятора, выход которого через исследуемый четырехполюсник 7 подключен к другому входу смесителя 2, а выход смесителя через селективный усилитель 8 подключен к входу индикатора нуля 9.Принцип работы предлагаемого устройства заключается в следующем.Пусть первая система ФАПЧ настроена так, что частота ее подстраиваемого генератора равна и+Й. Тогда подстраиваемый генератор второй системы ФАПЧ настраивается на частоту (ю+ Й) - Й = о.Кроме того, как это следует из принципа работы типовой системы ФАПЧ, частота подстраиваемого генератора отличается от частоты входного сигнала на величину сдвига Й с точностью до некоторой остаточной разности фаз сигналов, поступающих на входы фазовых детекторов. Это обстоятельство позволяет утверждать, что фаза сигнала генератора сдвига переносится на высокую частоту подстраиваемого генератора. Поэтому фазовращатель, включенный между выходом генератора сдвига и фазовым детектором одной из систем ФАПЧ, позволяет менять фазовый сдвиг высокочастотного сигнала.Таким образом, в устройстве в обоих каналах имеются сигналы одной частоты, а фазовый сдвиг в одном из каналов может меняться с помощью фазовращателя, работающего на низкой фиксированной частоте.Принцип измерения разности фаз с помощью устройства следующий.Сигналы обоих каналов, перемножаясь в смесителе, после фильтрации с помощью селективного усилителя имеют видУ = 2 тЮД, соз (Ф - 0) соз И,где т, й - коэффициенты преобразованиясоответственно балансного модулятора и смесителя,К У, Ф, 0 в амплитуды и фазовые сдвиги сиг налов в каналах.Как видно из выражения, измеряемая разность фаз преобразуется в амплитуду сигнала с частотой Й. Амплитуда сигнала равна нулю, если 6 - 0=90.10 Балансируя систему с помощью фазовращателя по минимуму показания нуль-индикатора, имеем на шкале фазовращателя измеряемую величину.15Предмет изобретенияУстройство для измерения фазовых сдвиговв четырехполюсниках, содержащее генератор 20 синусоидальных сигналов, отсчетный калиброванный фазовращатель, соединенный с балансным амплитудным модулятором, связанным через последовательно включенные исследуемый четырехполюсник, смеситель, селек тивный усилитель с индикатором нуля, отлич а ю щ е е с я тем, что, с целью повышения точности измерения фазовых сдвигов в полосе частот, оно снабжено двумя последовательно соединенными системами фазовой автопод стройки частоты (ФАПЧ) с общим генератора сдвига, включенными между выходами синусоидальных сигналов, который так же подключен к второму входу смесителя, и входом балансного амплитудного модулятора, от счетным калиброванным фазовращателем,включенным между выходом генератора сдвига и входом фазового детектора одной из систем ФАПЧ.