Способ задания фазовых сдвигов

СОЮЗ СОВЕТСНИХопИцивюииРЕОЪБЛИН Ф 01 Й 25 0 И ВТОРСИОМУ СВИДЕТЕЛЬСТВУ перво опорн умнож ную ч на п ГОСУДАРСТВЕННЫЙ КОМИТЕТ СССРПО ДЕЛАМ ИЗОБРЕТЕНИЙ И ОТНРЫТИЙОПИСАНИЕ ИЗОБР(5) 1. Авторское свидетельство СССР В 203778, кл.б 01.Й 25/00, 1967.2. Авторское свидетельство СССР В 698117, кл. Н 03 В 21/02, 1979. (54)(7) СПОСОБ ЗАДАНИЯ ФАЗОВЫХ СДВИГОВ, основанный на Формировании двух сигналов с заданным фазовым сдвигом посредством смешения сигнала.перестраиваемого генератора с опорным сигналом и вспомогательным сигналом с заданным фазовым сдвигом, полученным .из опорного сигнала, о тл и ч а ю щ и й с я тем, что, с целью повышения точности воспроизведения дискретных фазовых сдвигов, Формируют второй вспомогательный сигнал, причем первый вспомогательный сигнал Формируют с крупным дискретом изменения фазового сдвига, а второй.801054793 А вспомогательный сигнал - с мелким дискретом изменения фазового сдвига, и смешивают первый вспомогательный сигнал с сигналом перестраиваемого генератора при необходимости изменения фазового сдвига с крупным дискретом, а при необходимости задания фазового сдвига с мелким дискретом смешивают второй вспомогатель ный сигнал с сигналом перестраиваемого генератора, при этом первый вспомогательный сигнал формируют ,из опорного сигнала умножением его час,тоты в Ьраэ,вычитанием иэ умноженной частоты опорной и сувевированием полученной разности с частотой, которую получают делением умноженнойв п раэ частоты на такое же значение о; и делением суммарной частоты на о, а второй вспомогательный сигнал формируют посредством смешения го вспомогательного сигнала и ого сигнала, частоту которого Я ают в и раз, выделяют суммар" астоту, которую затем делят + 1Изобретение относится к области электрических и радиотехнических измерений, а именно к способам задания дискретного фазового сдвига от 0 до 360 при частотах от инфранизких до высоких между двумя синусои дальными сигналами, и может применяться для поверки прецизионных Фаэоизмерительных приборов.Известен способ задания фазовых сдвигов на ВЧ, основанный на варна- О ции спектра сложного многочастотного ,сигнала.с помощью применения двух избирательных фильтров в каждом из двух каналов, где осуществляется перенос фазы от Фазовращателя с частотой 0,5 ИГц на частоту. 18 МГц 1.Недостаток этого способа состоит в.низкой точности задания фазовых сдвигов на высоких частотах и отсутствии дискретного задания Фазы.наиболее близким по технической 2 О сущности к предлагаемому является способ задания Фазовых сдвигов, в котором два сигнала с заданными фазовыми сдвигами получают посредством смешения сигнала перестраиваемого 25ь генератора с опорным сигналом и вспомогательным сигналом с заданным Фазовым сдвигом, полученным из опорного сигнала, причем вспомогательный сигнал Формируют посредством смешения 3 О сигнала, частота которого в о раз ниже опорной, с сигналом гетеродина с последующим выделением разностной частоты равной частоте опорного сигнала, а сигнал гетеродина Формируют смешением опорного сигнала с сигналом, частота которого также в и раз ниже частоты опорного сигнала, с последующим выделением суммарной частоты 2 .Недостатком известного способа является низкая точность задания фазовых сдвигов. Большая погрешность задания фазовых сдвигов возникает из-за необходимости выделения суммарной и разностной частот с помощью 45 высокодобротных фильтров, имеющих большую крутизну Фазочастотной характеристики и большую Фаэовую нестабильность.Цель изобретения " повышение точ О ности задания Фазовых сдвигов.Поставленная цель достигается тем, что согласно способу задания фазовых сдвигов, основанному на Формировании двух сигналов с заданным Фазовым сдвигом посредством смешения сигнала перестраиваемого генератора с опор-. ным сигналом и вспомогательным сигналом 1 с заданным фазовым сдвигом, полученным из опорного сигнала, дополнительно формируют второй вспомо гательный сигнал, причем первый вспомогательный сигнал формируют с крупным дискретом изменения Фазового сдвига, а второй вспомогательный сигнал -с мелким дискретом изменения фазового 65 сдвига, и смешивают первый вспомогательный сигнал с сигналом перестраив,емого генератора при необходимостиизменения фазового сдвига с крупнымдискретом, а при необходимости задания Фазово.го сдвига с мелким дискретом смешивают второй вспомогательныйсигнал с сигналом перестраиваемого генератора, при этом первый вспомогательный сигнал формируют из опорногосигнала умножением его частоты в ираз, вычитанием из нее опорной и суммированием полученной разности счастотой, которую получают делениемумноженной в Ираз частоты на такоеже значение л и делением суммарнойчастоты на , а второй вспомогательный сигнал формируют посредствомсмешения первого вспомогательногосигнала и опорного сигнала, частотукоторого умножают враз, выделяютсуммарную ч:астоту, которую затемделят на о 2+ 1,Повышение точности задания фазыобеспечивается последовательным использованием малых значений коэффициентов умножения и деления частоты,что обеспечивает большой разносбоковых частот в спектрах суммарногосигнала, что существенно снижаетФазовые погрешности, так как в этомслучае не требуется применения фильтров с большой крутизной Фазо-частотной характеристики.На чертеже приведена структурнаясхема устройства поясняющая данныйспособ.Устройство содержит опорный гене-.ратор 1, умножитель частоты 2 в Ираз, вычитатель частот 3, фильтр 4,сумматор частот 5, управляемый делитель частоты б на и раз, Фильтр 7нерегулируемый делитель 8 частоты вП , сумматор частот 9 умножитель 10частоты на 1 г 1, .Фильтр 11, делитель. 12 на п+1 смесители 13-1и 13-2, Фильтры 14-1 и 14-2 частот,синтезатор 15 частот.Рассмотрим реализацию способа дляварианта задания дискретных фазовыхприращений через декадные углы в 10и 1 на частоте 10 МГц и в полосечастот 0-3 МГп.оОт опорного генератора 1 сигнал счастотой Е поступает на умножительчастоты 2 с коэффициентом умножения6 и на вход вычитателя частот 3,на выходе которого фильтром 4 отФильтровывается сигнал с частотойЬ- Е),который поступает на сумматор частот 5, по второму входукоторого подводится сигнал с управляемого делителя частоты б, имеющего коэффициент деления равный коэфФициенту умножения г, , На выходесумматора 5 Фильтром 7 отфильтровывается. частота пЕ - ЕЕь . Посленерегулируемого делителя частоты 8первый выходной сигнал будет иметьчастоту/.:Е . Эта частота складывается в сумматоре частоты 9 с частотой ь 2 1 от умножителя 10, имеющего коэффициент умножения И ) и, например девять. Фильтр 11 выделяет боковую частотуЕ 2 +Е которая затем , 5 понижается до 1 делителем частоты 12, имеющем коэФфициент деления частоты равный п 2 +( . Сигналы после рсех делителей ( управляемого - 6 и двух неуправляемых - 8 и 12 1 имеют 1 О одно и то же значение(равное частоте опорного сигнала генератора), но с разными дискретными Фазовыми соотношениями.Рассмотрим эти соотношения. 5После управляемого делителя частоты Фазовый сдвиг меняется через дискретные приращенияаЧ:Г(в . ЕИ где (360=- минимальный фазоОивый сдвиг от пропуска одного периодасигнала с частотой(точноств задаваемого Фазового сдвигаможет быть высокойпорядка 0,15-0.,2 Ц6 - коэффициент делениячастоты управляемого 30делителя частоты)число пропуска периодов частоты.Фазовый сдвиг после неуправляемого делителя частоты 8 будет 35Д СК ЭброфавЧВ 11121 ь Фазовый сдвиг на выходе сумматорачастоты 9 равен аМ- аЧ.После делителя частоты 12 Фазовый сдвиг будет получать дискретные приращения в соответствии с выражением360дц 2 л 2+1 п 2 /о +4) 45Для переноса .этих фазовйх .сдвигов в широкую полосу частот, например О-О,ЗЕ можно использовать метод биений синхронизированных частот в смесителях 13 и выделения разнастных по частоте сигналов Фильтрами 14. От опорного генератора происходит синхронизация синтезатором частот 15 частоты.В предпочтительном случае для частоты Ев, -- 10 МГц, 6 = 6,62= 9Отсюда фазовые приращенйя на часто- теЕ ц=10 МГц при одинарном воздействии на управляемый делитель частоты будут равныД 8= - =(О и дУ360 о ЪЬО оЧ бг = ДЧ 62 (9 Н)На данном способе основана широкополосная с 1 ойка аппаратуры по созданиюдискретных десятичных,(10 и 1фазовых углов на частотах 0,00"- 3 МГц и частоте 10 МГц. Метрологические исследования показали, что погрешность снижена до 0,022 на 10 МГц и до 0,03 ов полосе частот 0,001-3 МГц.Лучшим образцом техники задания дискретных фазовых сдвигов является калибратор фазы Ф 1-4, имеющий задающий дискретные .Фазовые сдвиги в 10 О с погрешностью не хуже 0,1 О на частотах 5, 10, 20, 50, 100, 200, 500 Гц, 1, 2, 5, 10, 20, 50, 100, 200, 500 кГц, 1,0 МГц. На частоте 10 МГц дискрет равен 30с погрешностью 0,2 ОВ результате проведенных исследований установлено, что по сравне- нию.с калибратором Ф 1-4 данный способ повышает точность в 10 раз (до 0,022 ) при уменьшении дискрета до 10 и 1 О на частотах 10 МГц и 0,001-3 МГц.Таким образом, способ задания малых дискретных, например десятичных, приращений фазовых сдвигов на высоких частотах путем ступенчатого наращивания глубины деления частоты (фазы не выше 100 МГц позволяет применить современную, относительно .невысокочастотную элементную фазу и достичь более высокую точность в широкой подносе частот.е Коррек Подписи Филиал ППП фПатент", г. Ужгород, Ул. ПроектнФ Заказ 9100/52 Тир.азВНИИПИ Государствен по делам изобретены 113035, Москва, Ж710ого комитета СССРи открытийРаушская наб., д. 4/5