Компенсационный фазометр

Союз Советских Соцналнстнчесинх Респубпнк(22) Заявлено 070878 (2) 2654969/18-21 (5) М С 01 й 25/04 с присоединением заявки Мо(23) Приоритет Государственный комитет СССР по дедам изобретений и открытийОпубликовано 231280, Бюллетень Йо 47 Дата опубликования описания 2 3. 12. 80(72) Авторы изобретения Харьковский авиационный институт(54) КОМПЕНСАЦИОННЫЙ ФАЗОМЕТР Изобретение относится к фазоизмерительной технике и может быть использовано при создании устройств и систем измерения разности фаз.Известен компенсационный фаэометр, использующий преобразование частоты информационных сигналов и содержащии согласующие устройства, последовательно соединенные с ними однопстлосные модуляторы, опорный генератор, фазовый детектор, управляемый фазовращатель и подавитель амплитудной модуляции 1 . Недостатками фазометра являются 15 ручная настройка управляемого фазовращателя и снижение точности измерений вследствие неустранимого дрейфа "нуля" применяемых фазовых детекторов и схем последующего усиления 20 информационного сигнала. Кроме того, к недостаткам относится снижение точности измерений, связанное с наличием некоторой эоны нечувствительности, определяемой наличием шумов, 25 ограниченной чувствительностью реальных измерителей уровня постоянной составляющей и не позволяющей регистрировать фаэовые сдвиги, меньше некоторой пороговой величины. 30 Цель изобретения - повышение точности измерения разности фаз и автоматизации процесса измерений,Для достижения цели в компенсационном фаэометре, содержащем опорный генератор, фазовый детектор,управляемый фаэовращатель, согласующие блоки в канале опорного и информационного сигнала, последовательно соединенные с ними однополосные модуляторы, выход одного иэкоторых соединен со вторым входомвторого, а выход второго - со входом подавителя амплитудной модуляции, а также резонансный усилитель,вход резонансного усилителя соединен с выходом подавителя амплитудной модуляции, а выход резонансного усилителя связан с фазовым детектором и через управляемый фаэовращатель, со вторым входом первого однополосного модулятора, выход опорного генератора связан совторым входом фазового детектора, входкоторого соединен со вторым входомуправляемого фаэовращателяНа чертеже представлена блок-схема устройства.Фазометр содержит согласующиеблоки 1 и 2 в канале опорного и информационного сигнала. Выходы согласующих блоков 1 и 2 соединены спервыми вХодами однополосных модуляторов 3 и 4.Выход однополосногомодулятора 3 соединен со нторымвходом однополосного модулятора 4,выход которого через подаватель 5амплитудной модуляции, резонансныйусилитель б и управляемый фазовращатель 7 соединен со вторым входом однополосного модулятора 3. С выходарезонансного усилителя б сигнал подается на вход фазового детектора8, второй вход которого соединен свыходом опорного генератора 9 ивыход которого соединен с управляющим входом фазонращателя 7 для осуществления его перестройки. 10 Данное устройство работает следующим образом,При подаче на входы согласующихблоков 1 и 2 опорного и информационного сигнала и достаточно большомкоэффициенте усиления усилителя б вкольце, образованном блоками из модуляторов 3 и 4, подавителя 5, усилитедя б, фазовращателя 7, возбуждаются автоколебания некоторой частоты Ы:О 3 Ргде Я 0 - частота настройки опорного генератора 9 и резонансного усилителя б. Значениечастоты автоколебаний оЗ определяется при этом из условия балансафаз и, таким образом определяется фазо-частотный характеристикой резонансного усилителя Р(ц,фазовым сдвигом, вводимым управляемым фазовращателем 7 (9) и фазовым сдвигом сигнала при.прохожденииим однополюсных модуляторов 3 и 4,20 25 35 Пусть сигнал на выходе управляемого фазонращателя 7 определяетсясоотношением п Ю,45 а опорный и информационный сигналы между которыми необходимо определить фазовый сдвиг, соотношениямийнф Ощиифоо инф 50 причем, интересующая нас разностьфаз равнаФ=Ф -Ф 55 инФ ОпВ однополосном модуляторе 3 осуществляется перемножение сигналов О, и О с выделением их разностной гармоники. В результате иа выходе однополосиого модулятора 3 имеем ЬО сигнал.Огп щ ощ0 п ф) ф 0 я 1 А в результате вторичного преобразования сигнала в однополюсном модуля- Ь 5 торе 4 на его выходе. имеем сигнал нида- О Ьп(и 5 Ъ+Р) .Таким образом, при прохожденииоднополосных модуляторов 3 и 4 сигнал О получает фазовый сдниг,равный измеряемому фазовому сдвигу Ф,Поскольку частота настройки резонансного усилителя б совпадает счастотой настройки опорного генератора 9, то при нулевом измеряемомфазовом сдвиге Р частота возбудившихся в кольце антоколебаний будетранна ОЗо, При этом, система ФАП,образованная фаэовым детектором 8,опорным генератором 9 и схемой управления управляемого фазовращателя7, не будет вызывать изменения фазового сдвига, вносимого управляемымфаэонращателем 7, поскольку фазовыесоотношения между сигналом О и сигналом опорного генератора 9 сохраняются постоянными. Любое изменение,измеряемого фазового сдвига Р приводит к изменению равновесия н кольце с точки зрения сохранения условийбаланса фаз. Изменение Р приведетк тому, что условие баланса фаэ выполняется уже на другой частоте,вследствие чего частота антоколебаний ОЭ изменится,Изменение И относительно Юп тотчас приведет к появлению нсе возрастающего фазового сднига междусигналом О и сигналом опорного генератора 9. Как бы ни было мало изменение частоты Ю относительно 030,возрастающий фазовый сдвиг обнаружится системой ФАП, выработаетсяуправляющее воздействие и фазовыйсдвиг, вносимый фазовращателем 7,начнет тоже изменяться. Очевидно,восстановление частоты автоколебаний в кольце до значения Ш=Ювозможно лишь при выполнении равенства Ф=-Р и,таким образом,попо сдвигу, вносимому фазовращателем,можно судить об измеряемом фазовомсдвиге.формула изобретенияКомпенсационный фазометр, содержащий опорный генератор, фазовый детектор, управляемый фаэовращатель,согласующие блоки в канале опорногои информационного сигнала, последовательно соединенные с ним однополосные модуляторы, выход одного изкоторых соединен со вторым входомвторого, а выход второго - со входом подавителя амплитудной модуляции, а также резонансный усилитель,о т л и ч а ю щ и й с я тем, что,с целью повышения точности измеренияразности фаз и автоматизации процесса измерений, вход резонансного уси789890 вторым входом фазового детектора,выход которого соединен со вторым входом управляемого фазовращателя.. Источники информации,принятые во внимание при экспертизе 1. Авторское свидетельство СССР Р 329481, кл. С 01 й 25/04, 1970.Составитель В. НовожТехредА,епанская оворректор О Еовинска Л едакт нов Заказ 9033/4 Тираж 1019 ВНИИПИ Государственн по делам изобретен 3035, Москва, Ж, Рлиал ППП "Патент", г. Ужгород, Ул.Проектная,4 лителя соединен с выходом подавителя амплитудной модуляции, а выходрезонансного усилителя связан с фазовым детектором и, через управляеьюй фазовращатель, со вторым входомпервого однополосного модулятора,выход опорного генератора связан со Подписного,комитета СССРй и открытийУшская наб., д.