Амплитудно-фазовый детектор

ОПИСАНИЕИЗОБРЕТЕНИЯК АВТОРСКОМУ СВИДЕТЕЛЬСТВУ Ссноз Соаетсинк Соцнапнстнчесин х Республикпп 636543 1) Дополнительное к авт, свил-ву2) Заявлено 07.07,76(21) 2379743/18(51) М. Кл. Ц 01 1 к 17/О с присоединением заявки И Государственный комитетСовета Министров СССРпо делам изобретенийи открытий(54) АМПЛИТУДНО-ФАЗОВЫЙ ДЕТЕКТО бретени хнике и ах и ко преобраинен с устройвыход у входувхо после зоват выход ства, котор элеме ной тев мосттока. а входе, 15щую цепь,лемент текельовька ующим оотносится к измерительожет быть использованоенсаторах переменного известен амплитудно-фазовый детек тор, содержащий генератор пилообразного напряжения, выход которого подключен к диодному мосту 111 .Недостатком данного детектора является его низкая чувствительность и 10 отсутствие воэможности автоматического уравновешивания мостовой цепи.Более близким по технической сущности является детектор, содержащий два согласующих устройства н разностную схему,фазосдвигаю усилители ограничители и э запрет на выходе 121 .Недостатком этого де тора является невысокая чувствит ность.ЯОЦель изобретения - п ение чувствительности детектора.Для этого в амплитудно-Фазовый детектор, содержащий два согласующих устройства на входах и элЕмент фзапрет на выходе, введены формирователь экстремума, вход которого подключен к выходу первого согласующего устройства, а выход- к первому входу элемента запретф 1 и подключенные довательно амплитудныйель, вход которого соедом первого согласующегои пороговое устройствоого подключен ко второмнта запрет, а второй д к выходу второго согласующего устройства.На фиг.1 дана структурная электрическая схема амплитудно-фазового де" тектора; на фиг.2 приведены временные диаграммы его работы. При этом фиг.2 а, б соответствует расположе" нию сигналов в случае недоуравновешивания по одной иэ составляющих измеряемого комплекса сопротивления, причем на фиг.2 а 10О , на фиг. 2 б 10101, фиг.2 в соответствует состоянию кваэиравновесия.Детектор содержит согласующие устройства 1 и 2, амплитудный преобраэо" ватель 3, пороговое устройство 4, Формирователь 5 экстремума, элемент б запрет.Предлагаемый амплитудно-фазовый детектор работает след бразом.Напряжения Ц, и О а,б,в) поступают на входы согл х устройств 1 и 2. Напряжены выхода согласующего устройства упаетпараллельно на входы амплитудногопреобразователя 3 и формирователя5 экстремума. Амплитудный преобразователь 3 формирует уровень напряжения, равный амплитудному значениюнапряжения О 1, который подается наодин из входов порогового устройства 4, На другой его вход поступаетнапряжение О с выхода согласующегоустройства 2Пороговое устройство 4 вырабатывает импульс, представляющий собой, 10например, усиленную и ограниченнуюположительную полунолну синусоидынапряжения О , уменьшенную по амплитуде на величину порогового уровня,т,е. на неличинуОя 1(строка 2,фиг.2 а) )5Этот импульс поступает на инверсныйвход элемента б запретф,В формирователе 5 экстремума осуществляется выделение импульса, соответствующего экстремуму входного сигнала ( строка 3, Фиг.2).Импульс, выработанный Формирователем 5 экстремума, подается на информационный вход элемента 6 запрет,который вырабатывает сигнал (строка 4,фиг.2) в случае несовпадения импульсов на ее входах. Из Фиг2 б видно,что при соотношении амплитуд напряжений О )О, что возможно тольков случае рабаты с резонансной мостовой цепью, детектор также выдает инфор-ЗОмацию о состоянии мостовой цепи. Наличие выходного сигнала указывает натакое направление изменения уравновешивающего элемента мог.товой цепи,которое приводило бы к уменьшению 35напряжения О.Известно, что момент квазиравнонесия мостовой измерительной цепи поодной из составляющих измеряемого комплексного сопротивления между напряжениями в диагоналях мостовой цепидолжно выполняться следующее равенство(4) 45Ч-д ссоэ - =оОгде У - фазовый угол между напряжениями О 1 и Оргссоь -дфазовый угол, определяемыйоиз соотношения амплитуд сранниваемьж напряжений, причем О является хордой окружности уранновешйнания и снимается с измерительной диагонали моста, а О - диаметр этой же окружности и одновременно - напряжение диагонали 66 питания моста.Как видно из временных диаграмм,в устройстве определяется совпадение двух моментов времени:момента достижения напряжения О экстремального 60 значения (точка гп, фиг.2) и момента пересечения синусоиды напряжения Од с пороговым уровнем, равным амплитудному значению напряжения О (точка 1, фиг.2).откуда О, О 1 аоз= "ц"; :оссор - Щад (4) О О вмх асср Подставив выражение (4) в (2)получим/О1 рдК Вз=Ч-ОГС,СО 5ОО)ДнахПравая часть равенства (5) идентична левой части равенства (1), а к в -интервал времени, пропорцйональный разности фазовых углов, один из которых представляет собой реальный сдвиг по Фазе сравниваемых напряжений ( Ч ), а другой получен из условия, что экстремум напряжения О, (точка п ) лежит на синусоиде напряжения О (т.е. совпадает с точкой) .Дпя расположения сигналов, показанных на фиг.2 в (момент квазиранновесия по одной из составляющих комплексного сопротивления) можно записатьО =и1 с,г,с, сов Р, б)откуца Овах(7) С 8) Выражение (8) характеризует состояние кназираннонесия и полностью соответствует выражению (1) .Таким образом, детектор позволяетвыявить момент выполнения равенства(8), что необходимо при уравчовешивании мостовой схемы,Из анализа временных диарамм видно,что в настоящем детекторе сравнинаемые моменты нремени гораздо большеразнесены во времени, чем в известныхустройствах, т.е. % лпРгде и - момент равенства мгновенныхзначений напряжений 01 и О.Эамена момента равенства мгновенных значений исследуемых напряженийопределяемого известными устройствамина момент пересечения синусоиды напряжения О с пороговым уровнем О в предлагаемом детекторе позволяет при одноми том же расположении сигналов получить импульс большей длительности,следовательно, и нем достигнут эффект повышения разрешающей способности устройства. При уравновешивании, т.е.умеьшении этогс импульса до порого"ного уровня (допустим идентичного с Тогда сигналов, показанных на Фиг.2 а (неравновесие) .Ья =%в = Ч- ,(2) где У - фазовый угол между напряжениями О., и 0Величину М находим из соотношения636543 формула изобретения Фие.1 Составитель М, АудрингТехред М,Борисова Корректор Л.Небола Редактор Б.Павлов Заказ 6932/35 Тираж 1070 Подписное ЦНИИПИ Государственного комитета Совета Министров СССР по делам изобретений и открытий 113035, Москва, Ж, Раушская наб д.4/5филиал ППП Патентф, г,ужгород, ул Проектная, 4 известным) сравнение сигналов произойдет с большей точностью, чем в известных детекторах. Амплитудно-фазовый детектор, содер жащий два согласующих устройства на входах и элемент фзапретф на выходе, о т л и ч а ю щ и й с я тем что, с целью повышения чувствительности, в него введены формирователь экстремума,10 вход которого подключен к выходу первого согласующего устройства, а выходк первому входу элемента запрет и подключенные последовательно амплитудный преобразователь, вход которогосоединен с выходом первого согласующего устройства, и пороговое устройство, выход которого подключен ко второму входу элемента фзапрет, авторой вход - к выходу второго согласующего устройства. Источники информации, принятые во внимание при экспертизе:1, Меерович Л.А. и др. Импульсная техникаф, М., 1953, с.773, рис.20,322. Авторское свидетельство СССР 9 438981, кл. 601 М 17/00, 1974.