Широкополосный автоматический фазометр

Ф АНИЕ Еи ЕНИЯ Соков СоветскихоциаиистическихРеспублик 1) 597 АВТОРСКОМУ СВИДЕТЕЛЬСТ 1) Дополнительн т, сеид-ву 3.12.76(ЙЯ) 2193841/18-2еае заявки М(22) Заявлено с присоедиие 5) М. Кл.Я 01 М 25/О ееуааретеееиыЯ кавитВоеета Миииатрее ййеие иеиаа иьобретеиии етирытиЯ(088,8) юллетень,р(а 10 но 15.03,78икования описания,17.02,78 45) Д 72) /вторы изобретен Н.С. Жилин, Л.С. Субботин и С.Х. Сим 1) Заявите Томский институт автоматизированныхи радиоэлектроники тем управления(54) ШИРОКОПОЛОСНЫЙ АВТОМАТИЧЕСКИЙ ФАЗОМЕ Широкополосный автоматический фаэометр относится к классу приборов радиоиэмерительной техники и предназначен для измерений разности фаз двух когерентных сигналов с повышенной точностью и быстродействием.Известен автоматический фаэометр с системой ФАПЧ в динамическом режиме, содержащий в двух каналах смеси- тели, выходы которых через фильтры подключены к цифровому индикатору с управляеьым гетеродином, причем один из входов управляемого гетеродина подсоединен к генератору качающейся частоты, а другой вход управляемого 1 гетеродина подключен к системе фаэовой автоподстройки частоты, вход которой подключен между смесителем и фильтром первого канала.При работе Фаэометра измеряемые . Ю сигналы подаются на входы смесителей. Частота гетеродина с помощью генератора качающейся .частоты изменяется по пилообразному закону. При попадании частоты гетеродина в полосу эах вата на выходе Фильтров образуются пачки, промежуточной частоты, которые поступают в циФровой индикатор 1 где происходит измерение разности Фаэ и выдача результатов в цифровой Форме. 30 3Все операции производятся автоматически .и не требуют вмешательства оператора.Недостатком фаэометра являетсянеоднозначность измерения, обусловленная возможностью захвата частоты подстраиваемого гетеродина на гармоникахсигнала. Кроме того, в результат измерения вносится амплитудно-,Фазовая погрешность цифрового индикатора и низкочастотного тракта при работе в диапазоне амплитуд входных сигналов.Поэтому при .ослаблении входного сигнала в .одном иэ каналов на 60-80 дбрезультаты измерения теряют достоверность,Целью изобретения является устранение амплитудно-фазовой погрешностив широком диапазоне частот и амплитуд входных сигналов.Цель достигается тем, что в широкополосный автоматический Фазометр,содержащий в двух каналах смесители,входы которых подключены к подстраиваемому гетеродину, причем выход второго смесителя через фильтр нижнихчастот подключен к системе Фаэовойавтоподстройки частоты, введены дваузкополосных усилителя-ограничителя,устройство управления, реверсныйсчетчик, запоминающее устройство, фазоиндикатор, генератор эталонногоимпульса, Формирователь импульса запуска, схема сравнения и последовательно связанные задающий генератор,формирователь напряжения поиска исумматор, выход которого подключенк подстраиваемому гетеродину, а входсумматора связан с системой фазовойавтоподстройки частоты, причем к выходу задающего генератора подключеноустройство управления, один выход которого подключен к запоминающему уст"ройству, связанному с Фаэоиндикатором, а другой выход устройства управления присоединен к первому входуреверсного счетчика, между вторымвходом которого и входом генератораэталонного интервала подключен выход схемы сравнения, один вход кото-,рой связан с другим входом генератора эталонного интервала и со вторымсчетным входом реверсивного счетчикак через узкополосный усилитель-ограничитель подключен к выходу смесителя .втоРого канала, а другой вход схемы сравнения присоединен между выходом генератора эталонного интервала.и входом Формирователя импульса запуска, выход которого подключен к запоминающему устройству, вход которогоподключен к выходу реверсивного счетчика, первый счетный: вход которогочерез другой узкополосный усилительограничитель связан с выходом смеси"теля первого канала.На чертеже показана блок-схемапредлагаемого фазометра, содержащегосмесители 1 и 2, подстраиваемый гетеродин 3, сумматор 4, Фильтры нижных частот 5, систему 6 фазовой автоподстройки частоты, узкополосныеусилители-ограничители 7 и 8, Формирователь 9 напряжения поиска, задающий генератор 10, устройство 11 .управдоения, реверсивный счетчик 12, запоминающее устройство 13, фаэоиндикатор 14, генератор 15 эталонного импульса, формирователь 16 импульса запуска, схему 17 сравнения,Фазометр работает. следующим об разом.Ьходные сигналы подлежащие измерению, подаются на смесители 1 и 2, свыхода которых сигналы промежуточнойчастоты через усилители 7 и 8 посту-. пают на счетные входы счетчика 12,где производится преобразование разности фаз промежуточных сигналов вцифровой код. Если частота промежуточного сигнала равна опорной частотесистемы 6, то в кольце автоподстройки наступает режим захвата частотыгетеродина 3, продолжающийся до техпор, нока частота гетеродина 3 находится в пределах полосы удержания.Для обеспечения режима захвата в устройстве производится автоматический поиск частоты гетеродина 3. Изпрямоугольного напряжения генератора О в Формирователе. 9 формируетсяуправляющее напряжение, через сумматор 4 изменяющее частоту гетеродина 3 по знаку равнобедренноготреугольника. При нарастании частотыгетеродина в полосе захвата на выхо 10 дах усилителей 7 и 8 в течение такназываемого транзитного захвата существуют пачки промежуточной частоты,по которым производится первый циклизмерения разности фаз, при этом,счетчик 12 работает на сложение,Во второй цикл частота гетеродина линейно убывает, при этом происходит транзитный захват на зеркальной промежуточной частоте и сменаалгоритма преобразования. Пачки с выходов усилителей 7, 8 снова падаютна счетчик 12, который теперь уже работает на вычитание. Результаты сложения и вычитания записываются вустройстве 13, а затем переписываютЯ 5 ся в фаэоиндикатор 14Реверсирование счетчика 12 и перепись кода вфаэоиндикатор 14 проиэводится устройством 11, которые из прямоугольногонапряжения генератора 10 формирует30 импульсы реверса и опроса. Время измерения разности фаз выбирается в нес"колько раэ меньше времени существования режима захвата, чтобы избежатьвлияния переходных процессов в нача 35 ле и конце захвата на точность измеренияПри захвате на гармониках сигналадлительность пачек промежуточной частоты обратно пропорциональна номеру40 гармоники. Это обстоятельство,позволяет ввести в устройство селектор длительности пачек, который препятствует измерению Фазы на гармониках. Селектор работает следующим образом.4 б Пачка с выхода усилителя-ограничителя 8 запускает генератор 15 эталонного интервала, длительность которогосоставляет 80-90 длительности пачки промежуточной частоты при захватепо первой гармонике, Затем этот интервал сравнивается в схеме 17 с пачкой, и если пачка имеет нормальнуюдлительность, соответствующую захвату по первой гармонике, то из заднегофронта эталонного импульса в Форми 55 рователе 16 образуется импульс записи, при этом цифровой код из реверсивного счетчика 12 переписываетсяв устройство 13,Если пачка промежуточной частоты60 короче номинальной, то на выходесхемы 17 формируется импульс сброса,возвращающий в исходное состояниесчетчик 12 и генератор 15.Смена алгоритма преобразования85 дважды за период измерения позволяет597983 формула изобретения Составитель А. АндриевскийТехред М.БоРисова Корректоро 1 А. ЛакидаРедактор Н. ЗайцеваТираж 1112 ПодписноеЗаказ 1209/35вета Министров СССРЦНИИПИ Государствениого комитета Совета и рпоо делам изобретений и открытийб, 4 5113035 Москвад Жд Раушская наб,д д,Филиал ППП Патентф, г. Ужгород ул, ПрП оектная, 4 избавиться от погрешности измерения, вносимой низкочастотным трактом фазометра, благодаря применению реверсивного счетчика.Введение новых узлов позволяет добиться устранения захватов на гармониках, что повышает точность и надежность работы автоматического фазометра в широкой полосе входных сигналов.Устранение влияния низкочастотного тракта на погрешность .измерения позволяет значительно увеличить точность фазометра при работе в широком диапазоне амплитуд входных сигналов. Широкополосный автоматический фазометр, содержащий в двух каналах сме.сители, входы которых подключены к подстраиваемому гетеродину, причем выход второго смесителя через Фильтрнижних частот подключен к системе Фазовой автоподстройки частоты, о т л и ч а ю ш и й с я тем, что, с целью устранения амплитудно-фазовой погрешности в широком диапазоне частот и амплитуд входных сигналов, в него введены два узкополосных усилителя-ограничителяустройство управления, реверсивный счетчик, запоминающее устройство, фазоиндикатор, генератор эталонного импульса, формирователь импульса запуска, схема сравнения и последовательно связанныезадающий генератор, формирователь напряжения поиска и сумм ор, выход которого подключен к подстранваемомугетеродину, а вход сумматора связанс системой фазовой автоподстройкичастоты, причем к выходу задающего генератора подключено устройство управЛения, один выход которого подключен 10 к запоминающему устройству, связанному с фазоиндикатором, а другой выходустройства управления присоединен кпервому входу реверсивного счетчика,между вторым входом которого н входом 15 генератора эталонного интервала подключен выход схемы сравнения, одинвход которой связан с другим входомгенератора эталонного интервала и совторым счетным входом реверсивного И счетчика и через узкополосный усилитель-ограничитель подключен к выходусмесителя второго канала, а другойвход схемы сравнения присоединенмежду выходом генератора эталонногоинтервала и входом формироватепяимпульса запуска, выход которого подключен к запоминающему устройству,вход которого подключен к выходуреверсивного счетчика, первыйсчетный вход которого через другой уэкополосный усилитель-ограничитель связан с выходом смесителя первого канала.