Измеритель разности фаз

:1 иКЗОБРетеЙЙЯ 283399 Союз Соеетских Социалистических РеспубликК АВТОРСКОМУ СВИДЕТЕЛЬСТВУ Зависимое от авт. свидетельстваЗаявлено 04.Х 1,1968 ( 1279906/26-9)с присоединением заявкиПриоритет Кл. 21 е, 36/03 01 г 25/00 Комитет по делам изобретений и открытий при Совете Министров СССРпубликовано 06.Х.1970. Бюллетень31 1.317.77 (088.8) ата опубликования описания 10.ХП.1970 вторзобретен. В. Зенькови 3 аявитель ИЗМЕРИТЕЛЬ РАЗНОСТИ ФАЗ 2 муществами предласравнению с,известИзобретение относится к радиоизмерительной технике и может также использоваться в фазовых системах.Одной из важных задач техники фазовых измерений является снижение амплитудно-фазовых погрешностей,при динамическом, т. е. быстром, изменении амплитуды сигнала. Это необходимо, например, для перехода от фазометров с ручной установкой амплитуд в каналах к автоматизированным измерителям, имеющим достаточно малые, погрешности при динамическом изменении амплитуды одного из сигналов в широких пределах. Кроме того, это важно, например, при измерении фазовых сдвигов внутри импульса или от импульса к импульсу при наличии амплитудных неравномерностей при измерении фазовых сдвигов сложных импульсных сигналов с изменением частоты внутри импульса,Известное устройство выполнено на основе известного способа уменьшения амплитуднофазовой,погрешности при различии амплитуд в каналах, основанного на изменении частоты гетеродина в двухканальной схеме с,преобразованием частоты. Существенными недостатками известного устройства является сложность и трудоемкость измерения, а также зтринципиальная непригодность для использо,вания в динамическом режиме, т. е, непрерывном изменении амплитуды сигнала. Процесс измерения,при использовании известного устройства, состоит из измерения фазового сдвига при одной частоте гетеродина, перестройки гетеродина, измерения фазового сдвита при новой частоте гетеродина и вычисления разности ,результатов двух измерений. Поскольку измерения проводятся последовательно, т. е. разнесены во времени, необходимо, чтобы пока они не закончатся, ам плитуды сигналов оставались неизменными.Это,выполняется, если амплитуда одного из сигналов изменится вручную,перед проведением каждого измерения, например при про,верке амплитудно-фазовых погрешностей,плав ных аттенюаторов. Отсюда видно, что известное устройство принципиально неприменимо при динамическом, т. е. непрерывном и достаточно быстром изменении амплитуды, т. е.непрерывном и достаточно быстром измене нии амплитуды, т. е.,при свипировании частоты,в фазовых характериографах. Тем более оно неприменимо при фазовых измерениях имгнульсных сигналов при сложной форме им,пульса, изменении амплитуды от импульса к 25 импульсу, а также в случае сложных импульс,ных сигналов с изменением частоты внутриимпульса.Принципиальными преи.гаемого измерителя, по30 ным, являются следующиеа) возможность использования в динамическом режиме, т. е.,при быстрых изменениях амплитуды (в фазовых характериографах, импульсных фазометрах, в случае сложных импульсных сигналов с ЧМ, в случае фазовомодулированных сигналов);б) упрощение методики измерения, которая ничем не отличается от используемой в обычных фазометрах;в) повышение в два раза чувствительности фазовых измерений, что эквивалентно применению в фазометре умножителя с коэффициентом п=2.Суть предлагаемого изобретения состоит в формировании из входных снгналов,измеряемого У(с изменяющейся в широком диапазоне аиплитудой) и опорного У, напряжений Ги Го, амплитуды которых пропорциональны У а разность фаз,равна удвоенной разности фаз входных сигналов. Разность фаз сигналов напряжений ГиУ измеряются с ,помощью двух идентичных ограничителей и фазового детектора. При изменении амплитуды сигнала У, одновременно одинаково изменяются амплитуды напряжений Уи У, а значит и обусловленные ими фазовые сдвиги в ограничителях, которые:компенсируются. Поэтому предлагаемое устройство позволяет существенно снизить амплитудно-фазовые погрешности или расширить динамический диапазон изменений амплитуды при заданной,величине погрешности.,На чертеже, приведена блок-схема предлагаемого измерителя разности фаз.Измеритель содержит смесители 1, 2 каналов, вспомогательный сиеситель 8, генератор 4 сигнала частоты (вспомогательный), фильтры 5, б суммарной и разностной частот, ограничители 7, 8, фазовый детектор 9.Входные сисгналы частоты со, сдвиг фаз которых сро измеряется, имеют видУ,=Едып(со + сто),У=Еып со.Амплитуда измеряемого сигнала (У, - Е) изменяется в широком динамическом диапазоне, амплитуда опорного сигнала (с/о - Е.) изменяется мало. За счет использования преобразования частоты собственно измерительный тракт - ограничители 7, 8,и фазовый детектор 9 работают на низкой частоте й, Выходной сигнал генератора 4 низкой частоты таков1 з=Ез з 1 п (со + Ю)Этот сигнал вместе с,напряжением Уо поступает на смеситель 8, на выходе, которого с помощью фильтрав 5 и б выделяются напряжения У 4 и У- суммарной и разностной частот04 =Е 4 ып (соо + й) 1 + сД,У;=Е; ып (со - й) 1 - ср, 283399 4Они являются гетеродинными для смесителей 1(с 1;) и 2(У 4), в качестве сигнального на оба смесителя подается напряжение Уь Режим преобразования смесителей:по сигналу Улинейный. На,выходе смесителей получаются сигналы частотыlо=КаЕ, ып (й + срс - сро), Ут=К 1 Е 1 з 1 п (Й 1 + сРс + фо)10 где Кь К. - крутизна, преобразования смесителей.Принципиальной особенностью сигналов Уо 15 и У-, является то, что они,имеют равные(при К,=К=К) и одинаково изменяющиеся,при изменении У, амплитуды и фазовые сдвиги сро разного знака. Изменения амплитуд сигналов Уо и У, устраняются с помощью ог раничителей 7, 8, выходные напряжения которыхС 1,=Е, ыи Й 1+ срс - сро+ уро(Е,),У,=Е, ыи Й 1+ яс + сто+ ЛсИ(Е,)1,25где Лсос(Е), Лц(Е,) - фазовые сдвиги в огр аничителях,Разность фаз сигналов Лср, измеряемая фаз овым детектор ом:30 Лср=2 сро + Лср 1(Е,) - Лср(Е,),Предмет изобретения Измеритель разности фаз, содержащий два65 канала, в каждом из которых включены сме,при идентичных каналах Мд(Е,) =Лсрз(Е,) и Лср=2 сро, Таким образом, фазовые сдвиги в 35 ограничителях компенсируются. Поскольку вобоих каналах амплитуды сигналов пропорциональны У компенсация сохраняется,при любой амплитуде этого сигнала. Кроме того, в предлагаемом измерителе в два,раза,повы шается чувствительность, а измеряемый фазовым детектором сдвиг в два раза больше, чем у входных сигналов.Особенностями предлагаемого устройстваявляется, получение двух гетеродинных напря жений из опорного путем прибавления,и вычитания к его частоте (фазе) частоты (фазы) низкочастотного сигнала и использования двухканального фазометра с,преобразованием частоты с указанными гетеродинными напря жениями разных частот,и общим напряжением сигнала с изменяющейся динамически в широких пределах амплитудой.Результаты экспериментальной проверкипредлагаемого измерителя свидетельствуют о 55 возможности получения весьма малой амплитудно-фазовой погрешности (0,1):при изменении амплитуды в широких пределах (60 дб), т. е. о получении выигрыша, пример,но в пятнадцать раз по сравнению с извест ными устройствами.283399 Составитель С. Базаровахред Т, П. Курилко едактор Тимофее Корректор О. С. Зайце Заказ 358773 Тираж 480 ПодписнЦНИИПИ Комитета по делам изобретений и открытий при Совете Министров СССМосква, Ж, Раушская наб д, 4/5 Типография, пр. Сапуно итель ,и ограничитель, фазовый детектор, сточник низкочастотного напряжения, дополительный смеситель, фильтр разностной чатоты и источник опорного напряжения, отлиаюиийся тем, что, с целью снижения амплиудно-фазовой погрешности в динамическом ежимв при измерении сложных сигналов с быстрыми изменениями амплитуды, выходы дололнительного смесителя через фильтры суммарной и разностной частот подключены соответственно к смесителям первого и второ го каналов, а:выходы смесителей каналов подключены к источнику сигнального напряжения.