Датчик дискретных фазовых сдвигов

ОПИСАНИЕ 296055ИЗОБРЕТЕНИЯК АВТОРСКОМУ СВИДЕТЕЛЬСТВУ Союз Сссвтскиз бсцислистичсскнк РеспубликЗависимое от авт, свидетельстваЗаявлено 08.И 11.1969 (М 135593 И 8-10) МПК б 01 г 25/04 с присоединением заявкиПриоритет Комнтст оо долом изобрствний и открытий прн Соввтв тлиннстров СССРОпубликовано 12,11.1971, Бюллетень8 Дата опубликования описания 26 Х.1971 УДК 621,316,727(088,8) й"С. А, Кравченко и А. А. Кулемин Авторыизобретения Заявитель ДАТЧИК ДИСКРЕТНЫХ ФАЗОВЫХ СДВИГОВ Изобретение относится к области фазоизмерительной техники, а именно к устройствам, задающим известные фазовые сдвиги для поверки фазометров.Известный датчик дискретных фазовых сдвигов, представляющий собой двухканальное устройство, содержащее задающий генератор, питающий два регенеративных делителя частоты, каждый из которых выполнен из последовательно включенных смесителей, умно- жителя частоты и избирательного фильтра, имеет недостаточно высокую точность при задании дискретных шагов по фазе. Предлагаемый датчик позволяет повысить точность благодаря тому, что он снабжен в каждом из двух параллельных каналов вторыми регенеративными делителями частоты, одни входы смесителей которых связаны с задающим генератором, другие входы через умно- жители частоты - с выходами указанных смесителей, причем выходы последних связаны с двумя входами вышеупомянутого дополнительного смесителя каждого канала, и электроннолучевым фазоизмерительным устройством, включенным через переключатель к выходным зажимам датчика, через КС-фазовращатель - к выходу задающего генератора.На чертеже представлена блок-схема предложенного датчика. Датчик содержит два канала 1 и П. Сигналы с кварцевого генератора 1 частотой, например, 6 Мгц, поступают на входы четырех регенеративных делителей частоты РДЧ, - 5 РДЧ 4, т. е, на входы четырех смесителей 2 - 5,к другим входам которых поступают сигналы от умножителей частоты 6 - 9, включенных на выходах этих смесителей, при этом умножители частот 6 и 8 с коэффициентом умножения 10 и = 4 подключены к смесителям 2 и 4, а умножители 7 и 9 с коэффициентом и = 5 - к смесителям 3 и 5. К выходам смесителей 2 и и 3 подключен смеситель 10 1 канала, а к выходам смесителей 4 и 5 - смеситель 11 11 ка нала.На выходах смесителей 10 и 11 включеныпоследовательно фильтры с плоской фазовой характеристикой 12, 13, выходные усилители 14, 15 и аттенюаторы 16, 17, связанные с вы ходными зажимами У и У 2. Электроннолучевое фазоизмерительное устройство 18 включено между КС-фазовращате 180"лем 19 с углом сдвига (где и - коэффи 25 ициент деления частоты регенеративного делителя), включенным на выход задающего генератора 1 и выходными зажимами У, - У. через двухполюсный переключатель П. В поло жении а переключателя П фазоизмерительное35 40 45 50 55 60 65 устройство 18 подключается к зажиму У, а вположении б - к зажиму У 2.Регенеративные делители частоты управляются с помощью ключей К - К 4,Датчик работает следующим образом.Датчик обеспечивает сдвиги фаз без применения фазовращателей за счет того, что любому устойчивому значению начальной фазы регенеративного делителя частоты с коэффициентом деления п соответствует еще и - 1 ус 2 т.тойчивых состояний фаз через угол . Перелскок с одного фазового состояния на другоепроисходит в момент кратковременного шунтирования 1.С-контура в цепи смесителя РДЧс помощью электронного ключа, условно показанного в виде ключей К - К 4.Рассмотрим фазочастотные связи датчикана примере первого канала.РДЧ, имеет коэффициент деления частотыл = 5, а РДЧ 2 - п 2 = 6. Таким образом навыходе РДЧ, будет промежуточная частотаУ 6 Мгц- (п - 1) илил,= 1,2 Мги. При этом переключениефазы обеспечивает приращение угла через2- 360Л(р = -- - = 72, РДЧ 2 обеспечивал, 5ет соответственно промежуточную частотуГ = " = = 1 Мгц и приращение1 6 Мгцло 6360 опри переключении фазы через Лр 2 =6= 60.В смесителе 10 эти сигналы сбиваются, и фильтр 12 выделяет разность частот =" -- = 1,2 Мги - 1 Мги = 0,2 Мгц и разность фаз (р = Л(р + Л(р 2.Аналогично в смесителе 11 получается такая же частота и разность фаз (р 2 = Л(рз+ + Лр 4, так как РДЧз = РДЧ и РДЧ 4=РДЧ,. На выходных зажимах Ы 2 получаем следующую фазовую зависимость:(реально 6) состояний фаз в зависимости отположений ключей: К = + 72 К и К 4 = + 72 - 60 = + 12 К 4 = - 60 К 2 и Кз = + 60 С - 72 = - 12 К 2 = + 60 К, и Кз = 0Кз= - 72 К 4 и К 2=0Погрешность переключения фазы определяется коэффициентом усиления обратной связи через умножитель частоты в РДЧ.Для контроля погрешности используются многократные фигуры Лиссажу при сравнении частот и 1. Наличие амплитудной модуляции в умножителях 6, 7, 8 и 9 приводит к погрешности приращения сдвига фаз, поскольку 5 10 15 20 25 30 уравнение фазового равновесия поддерживается напряжением, снимаемым с выхода умно- жителя частоты. Поэтому надо контролировать фазовые приращения с помощью точного фазоизмерительного устройства. Для этой цели использовано фазоизмерительное устройство, представляющее собой электроннолучевую трубку со специальными измерителями горизонтального и вертикального отклонений. На экране появляется 30-кратная фигура Лиссажу, которая повторяет свое положение скач 360ком через угол 12 о30При поверке фазометр подключается к зажимам У и У 2, по его шкале устанавливается нулевой сдвиг при помощи 1(С-фязовращателя 20 с пределом -на , -- 6 Мги, что обеспе 290чивает на выходе предел до =15-126Далее переключатель П переводится в желаемое положение смотря какой канал контролируется, например в положение а, фазовращателем 19 устанавливается совпадение ветВеи фигуры Лиссгку. Затем нажим ЯЯ на ключи К и К 4, либо из К 2 и Кз получаем приращение через +12, либо через - 12, Фигуры не совместятся при наличии погрешности, которую можно делить по формуле(де): ( - ),гдел 2===30,У 0,2 Мги 1, - длина полупериода квазисинусоиды фигуры Лиссажу,1 - длина несовмещения ветвей фигуры. При 1.=40 - 50 мл, 1 - 2,5 4 м, б(Л(р) == 0,15,Предмет изобретенияДатчик дискретных фазовых сдвигов на частоту 200 кгЧ, содержащий задающий генератор, питающий два параллельных канала, каждый из которых выполнен из последовательно включенных регенеративного делителя частоты, образованного смесителем и умножителем частоты, дополнительного смесителя, фильтра, выходного усилителя и аттенюаторя, отличающийся тем, что, с целью повышения точности при задании дискретных шагов по фазе, датчик снабжен в каналах вторыми регенеративными делителями частоты, одни входы смесителей которых связаны с задающим генератором, другие входы через умножители частоты - с выходами указанных смесителей, причем выходы последних связаны с двумя входами вышеупомянутого дополнительного смесителя каждого канала, и электроннолучевым фазоизмерительным устройством, включенным через переключатель к выходным зажимам датчика, а через КС-фазовращатель - к выходу задающего генератора.. Хейфиц Тскоед Л. Я. Левина Корректор Н, Рождественская едактор пография, пр. Сапунова Г Заказ 1304/14 Изд. М 574ЦНИИПИ Комитета по делам изобретеМосква, Ж,Тираж 473й и открытий при Соваушскаи наб., д. 4/5 Подписное Мшшстров СССР