Устройство для измерения разности фаз

Союз Советских Социалистических РеспубликОПИСАНИЕИЗОБРЕТЕИИЯК АВТОРСКОМУ СВИДЕТЕЛЬСТВУ нн 783706(22) Заявлено 170179 (21) 2713034/18-21с присоединением заявки Йо(51)М. Кл. С 01 В 25/00 Государственный комитет СССР по дедам изобретений н открытий(71) Заявитель Севастопольский приборостроительный институт(54) УСТРОЙСТВО ДЛЯ ИЗМЕРЕНИЯ РАЗНОСТИ ФАЗ Изобретение относится к области измерительной техники и может найти применение в различных фазоизмерительных системах, преимущественно СВЧ диапазона.Известен фазовый детектор, содержащий разветвители и сумматоры СВЧ сигналов, амплитудные детекторы и фазосдвигатели, которые обеспечивают определенные фазовые соотношения меж ду входными сигналами. На выходе амплитудных детекторов включается вычитающее устройство. В качестве разветвителей-сумматоров и фазосдвигателей используются направленные ответ вители двойные Г-образные мосты и другие СВЧ восьмиполюсники 1.Основным недостатком таких устройств является зависимость выходного сигнала от амплитуд входных сигналов и от амплитудно-частотных характерист;1 к СВЧ элементов.Эти недостатки приводят к существенному усложнению фаэоизмерительных систем, что в свою очередь снижает 25 диапазонные свойства и увеличивает погрешность измерения.Наиболее близким к настоящему изобретению является устройство, содержащее фазовый коммутатор входного 30 сигнала, сумматор, детектор, фильтр,синхронный детектор, индикатор и схему управления 2),Основным недостатком этого устройства является зависимость выходногосигнала от амплитуд входных сигналови амплитудно-частотных характеристиквходных элементов, что ведет к уменьшению точности измерений, Включениев один из входных каналов фазоинвертора и коммутатора усиливает эту зависимость,Целью изобретения является повышение тсчности измерений за счет исключения зависимости выходного сигналаот частоты и амплитуды входных сигналов.Поставленная цель достигается тем,что в устройство, содеожащее сумматор, выход которого соединен со входом детектора, блок управления, первый выход которого подключен к первому входу коммутатора, введены двазапоминающих блока, два ключа, функциональный преобразователь, вычитающий блок и измеритель отношений,причем управляющие входы первого ивторого ключей соединены соответственно со вторым и третьим выходамиблока управления, четвертый вход ко 783706торого подключен к управляющим входам запоминающих блоков, информационные входы которых соединены соответственно с первым и вторым выходами коммутатора, выходы перного и второго запоминающих блоков подключенысоответственно к первому и второмувходам вычитающего блока, выход которого подключен к первому входу измерителя отношений, второй вход которого соединен с выходом ФункциоНального преобразователя, выходыКлючей соединены с соответствующимивходами сумматора, выход детектораПодключен ко второму входу коммутатора, третий выход которого соединенс третьим входом функциональногопреобразователя.На чертеже приведена функциональная схема устройства, Оно содержит;входные ключи 1 и 2, сумматор 3,блок управления 4, детектор 5, ком- ;щмутатор 6, запоминающие блоки 7 и 8,вычитающий блок 9, трехполюсныйфункциональный преобразователь 10 иизмеритель отношения 11.Работа устройства основана напринципе периодической поочереднойподачи на нелинейный элемент - детектор входных сигналов и их суммы,Запоминания детектированных сигналови их математической обработке.Измерения производятся в три цик- ЗОла, которые задаются блоком управления 4,В первом цикле открыт входной ключ 1, а к выходу детектора через коммутатор подключен запоминающий блок 7. При квадратичной характеристике детектора с учетом коэффициента передачи К, ключа 1 и сумматора С (направленйого ответвителя) запоминающий блок 7 фиксирует сигнал про О порциональный квадрату амплитуды входного сигнала, т.е, 0 =Ь(К С Е,) Во втором цикле открыт входной ключ 2 и к детектору 5 присоединен запоминающий блок 8, который Фиксирует ам плитуду сигнала О Ь ( К С Е Р . В третьем цикле открываются оба входных ключа 1 и 2 и к выходу детектора 5 подключается нычитающий блок 9, на который одновременно подаются сигна- ц лы с запоминающих блоков 7 и 8. Во время этого цикла на выходе детектора 5, формируется сигнал, содержащий три слагаемых и ранный векторной суммф входных сигналов (в соответствие с теоремой косинуса), Два слагаемых равны соответственно вышеприведенным значениям 0 и О, а амплитуда третьего равна 2 ЬГ 0, 0 со, В вычитающем блоке 9 происходйт вычитание перных двух слагаемых, и на его выходе формируется сигнал О=а, 4 01 0 соьФ. Одновременно сигналы О, и 02 с запоминающих блоков 7 и 8 йодаются на трехполюсный функциональный преобра-. зователь 10, который осуществляет перемножение входных сигналов и изнлечение кнадратного корня. На его выходе формируется сигнал О=а ЬГО ООбработка сигналов О и 04 в измерителе отношения 11 дает на ныходы сигнал О,= а соьР где а = 2постоянный коэффициент, который не зависит как от амплитуд входных сигналон Е и Е 2, так и от частотных характеристик входных устройств, сумматора и детектора К 1, К, С;Таким образом, выходной сигнал не зависит от амплитуды и частоты входных сигналов. Формула изобретенияУстройство для измерения разностифаз, содержащее сумматор, выход которого соединен со входом детектора,блок управления, первый выход которого подключен к первому входу коммутатора, о т л и ч а ю щ е е с ятем, что, с целью повышения точности,н него введены дна запоминающих блока, два ключа, функциональный преобразователь, вычитающий блок и измеритель отношения, причем управляющиевходы первого и второго ключей сое-,динены соответственно со вторым итретьим выходами блока управления,четвертый вход которого подключен куправляющим входам запоминающих блоков, информационные входы которыхсоединены соответственно с первым ивторым выходами коммутатора, выходыпервого и второго запоминающих блоков подключены соответственно к первому и второму входам Функционального преобразователя и к первому ивторому входам вычитающего блока,выход которого подключен к первомувходу измерителя отношения, второйвход которого соединен с выходомфункционального преобразователя, ныходы ключей соединены с соотнетстнующими входами сумматора, выход детектора подключен ко,второму нходу коммутатора, третий выход которого соединен с третьим входом Функционального преобразователя.Источники информации,принятые во внимание при экспертизе1, Миклашевская А.В.Автоматические измерители в диапазоне СВЧ, М,Связь, 1972.2. Анторское свидетельство СССРР 114891, кл, С 01 й 25/00, 1957.783706Составитель Л.Плетнева Редактор Т.Караулова Техред М. Голинка Корректор М.Коста Заказ 8539/48 Тираж 1019 Подписное ВНИИПИ Государственного комитета СССРпо делам изобретений и открытий113035, Москва, Ж, Раушская наб., д. 4/5Филиал ППП "Патент", г, Ужгород, ул. Проектная, 4