Устройство для измерения разности фаз

Союз СоветскихСоциалистическихРеспублик ОПИСАНИЕИЗОБРЕТЕН ИЯК АВТОРСКОМУ СВИДЕТЕЛЬСТВУ п 879496(51)М. Кд, 0 01 К 25/00 тЬпудпрстваниый каинтет СССР по делан изобретений и открытий(71) Заявитель Харьковский авиационный институт им, Н.Е.Жуковского(54) УСТРОЙСТВО ДЛЯ ИЗМЕРЕНИЯ РАЗНОСТИ ФАЗ Устройство относится к области радиоизмерительной техники и может бытьиспользовано в различных фазометрических устройствах, предназначенных длярадиотехнических систем и систем автоматического регулирования.Известно устройство для измеренияфазовых сдвигов, содержащее высокочастотный генератор и осциллограф,вход вертикального отклонения электронного луча которого связан непо 10средственно с выходом генератора, авход горизонтального отклонения -через исследуемМй четырехполюсник свыходом генератора 11.15Недостатками устройства являютсяпредставление результата измеренияв косвенной форме, неопределенностьзнака определяемого фазового сдвигаи малая точность измерения,20Наиболее близко"к предлагаемомупо технической сущности устройстводля измерения разности Фаз, содержащее высокочастотный генератор и фазовый детектор, опорный вход которого связан непосредственно с выходом генератора, а информационный входчерез исследуемый чегырехполюсникс выходом генератора 2Недостатком его является низкая точность измерения вследствие малой разрешающей способности. фазового детектора.Цель изобретения - повышение чувствительности и точности измерений.Цель изобретения достигается тем, что устройство для измерения разности фаз, содержащее исследуемый четырехполюсник, высокостабильный генератор и Фазовый детектор, опорный вход которого соединен непосредственно, а информационный - через исследуемый четырехполюсник с выходом высокочастотного стабилизированного генератора, снабжено двухполюсником с управляемым импедансом, резистором, дополнительным Фазовым детектором и кварцевым резонатором, выполненным г30 45 виде кварцевой линзы, на которую нанесены два основных и дополнительный электроды, причем первый и второй основные электроды кварцевогорезонатора соединены с входами высокостабильного генератора, дополнительный электрод кварцевого резонатора соединен с общим корпусом черезрезистор, входом дополнительного фазового детектора и первым основным 10электродом через двухполюсник с управляемым импедансом, управляющий входкоторого соединен с выходом фазовогодетектора, опорный вход которого сое-,;динен с опорным входом дополнительного фазового детектора.На чертеже показана функциональная схема устройства.Устройство содержит высокостабильный генератор 1, кварцевый резонатор2 с первым и вторым основными электродами 3 и 4 и дополнительным электродом 5, нанесенными на кварцевуюлинзу 6, двухполюсник 7 с управляемымимпедансом, резистор 8, исследуемыйчетырехполюсник 9, фазовые детекторы1 О, дополнительный фазовый детектор11,Устройство работает следующим образом,Генератор 1, в который подключенв качестве стабилизирующего элемента кварцевый резонатор .2, с помощьюего основных электродов 3 и 4 нанесенных совместно с дополнительным 535на кварцевую линзу 6, генерирует нысокостабильные колебания, поступающиена вход исследуемого четырехполюсника 9 и одновременно с этим наопорный вход фазового детектора 10.40Колебания, проходящие через исследуемый четырехполюсник 9, претерпевают сдвиг по фазе и затем поступаютна информационный вход фазового детектора 10. На выходе фазового детектора 10 выделяется постоянное напряжение, величина которого пропорциональна фазовому сдвигу высокочастотного колебания в исследуемом четырехполюснике 9. Постоянное напряжение с выхода фазового детекторапоступает на вход управления двухполюсника 7 с управляемым импедансоми изменяет его величину. Изменениевеличины импеданса двухполюсника 7приводит к измененищ фазы колебаний, 55снимаемых с дополнительного электрода 5 кварцевого резонатора 2 ивыделяемых на резисторе 8. Фаза коле. баний на дополнительном электроде 5 изменяется относительно фазы колебаний, поступающих на опорный вход дополнительного фазового детектора 11, на величину, пропорциональную напряжению, поданному на вход управления двухполюсника 7. Следовательно, фаза колебания, поступающет го на информационный вход второго фазового детектора 11 в установившемся режиме, оказывается сдвинутой на величину, пропорциональную определяемому фазовому сдвигу сигнала в исследуемом четырехполюснике, относительно фазы колебания, поступающего на опорный вход этого детектора, Кварцевый резонатор 2 с дополнительным электродом 5 и с подключенным к нему управляемым двухполюс- ником 6 образуют высокочувствительный управляемый фазовращатель 1 кварцевый фазовый модулятор) . Поэтому фазовый сдвиг колебания, выделяемого на дополнительном электроде, усиливается по сравнению с определяемым фазовым сдвигом сигнала на выходе исследуемого четырехполюсвика 9. И на выходе дополнительного фазового детектора 11 выделяется постоянное напряжение, по величине и знаку которого можно судить о величине и знаке измеряемого фазового сдвига.В динамическом режиме при изменении величины измеряемого фазового сдвига сигнала на выходе четырехполюсника 9 происходит изменение величины напряжения на выходе фазового детектора 10, что приводит к изменению величины импеданса управляемого двухполюсника 7. Это,в свою очередь, вызывает пропорциональное изменение фазы сигнала на дополнительном электроде 5 кварцевого резонатора 2, поэтому величина напряжения на выходе дополнительного фазового детектора 11 также изменяется. По величине изменения напряжения на выходе фазового детектора 11 можно судить о величине изменения фазового сдвига сигнала в исследуемом четырехполюснике 9.Усиление фазового сдвига с помощью трехэлектродного кварцевого резонатора позволяет повысить чувствительность устройства. В то время как величина среднеквадратического. значения флуктуационного колебания на выходе второго фазового детектора, определяющая предел разрешения устройства,879496 формула изобретения Составитель М, БарашковРедактор И.Марголис Техред И,1 айтау Коррект кмар Тираж 735 Подписное сударственного комитета СССР делам изобретений и открытий осква, Ж, Раушская наб., д. 4/ каз 9712/15 ВНИИПИ п 113035, лиал ППП "Патент", г. Ужгород, ул. Проектная имеет практически такой же порядоккак и в устройстве - прототипе. Поэтому точность измерений фазовыхсдвигов с помощью предлагаемого устройства таиже повышается. 5 Устройство для измерения разности фф фаз, содержащее исследуемый четырехполюсник, высокостабильный генератор и фазовый детектор, опорный вход которого соединен непосредственно, а информационный - через исследуемыйчетырехполюсник с выходом высокочастатного стабилизированного генератора, отличающееся тем, что, с целью повышения чувствительности и точности измерений, оно снаб жено двухполюсником с управляемцм импедансом, резистором, дополнительным фазовым детектором и кварцевым резонатором, выполненным в виде кварЬцевой линзы, на которую нанесеныдва основных и дополнительный электроды, причем первый и второй основные электроды кварцевого резонаторасоединены с входами высокостабильногогенератора, дополнительный электродкварцевого резонатора соединен с общим корпусом через резистор, входомдополнительного фазового детектораи первым основным электродом черездвухполюсник с управляемым импедансом,управляющий вход которого соединенс выходом фазового детектора, опорный вход последнего соединен с опорным входом дополнительного фазовогодетектора.Источники ийформаций,,Фпринятые во внимание при экспертизе1,Соловов В.Я, Фаэовые измерения. М., "Энергия , 1 973, с. 5-9.2,Сиробаба Я.Я.,Теплицкий М.Э.,Шахов В.О, Основы теории радиотехнических измерений параметров движения. Иэд. МО СССР, 971, с, 131-135.