Измеритель фазовых сдвигов

СОЮЗ СОВЕТСНИХСОЦИАЛИСТИЧЕСИИХРЕСПУБЛИК С 01 К 25/00 МИТЕТ СССР ИЙ И ОТНРЫТ ГОСУДАРСТВЕННЫ ПО ДЕЛАМ ИЗОБРЕ ВСГГОЮЗ М 13,",. ";13 зНЙЯВИ ЕЫФЯ ТЕЛ ЬСТВ К АВТОРСКОМУ етьем торой ногоИСАНИЕ ИЗО(72) В.Л. Кофанов и В.Я, Николаев (71) Винницкий политехнический институт(56) 1, Поздняков И.К, Определение амплитудных погрешностей фазометров. - В кн.: Исследования в области радиотехнических измерений. - Труды институтов Комитета Стандартов), вып, 70 (130). - М.: Стандартгиз, 1963.2, Манасевич В. Синтезаторы частот. Теория и проектирование. - М.: Связь, 1979, с. 320-324, рис. 7.19.3. Вишенчук И.М. и др. Электромеханические.и электронные фаэометры. - М.-Л,: Госэнергоиздат, 1962, с, 292. (54)(57) ИЗМЕРИТЕЛЬ ФАЗОВЫХ СДВИГОВ, содержащий на входе блок высоких частот, два выхода которого соединены с входами смесителей, о т л ич а ю щ и й с я тем, что, с целью повышения быстродействия при сохра 8011 24 4 А нении высокои точности путем устранения амплитудно-фазовой погрешност вследствие проведения измерений при двух значениях опорной частоты и обработки результатов измерений, в него введены вычислительный блок, синтезатор частот, коммутатор, ба.лансный модулятор, фильтр и блок управления, причем первые два входа вычислительного блока подключены к выходам смесителей, вход синтезатора частот соединен с выходом одно го из смесителей, первый выход синтезатора частот подключен к тр увходу вычислительного блока, ввыход - к первому входу балансмодулятора, а третий и четвертыйвыходы через коммутатор - к второмувходу балансного модулятора, приэтом выход (балансного модуляторачерез фильтр соединен с вторымивходами смесителей, кроме того,вход блока управления подключен к выходу вычислительного блока, а,выходысо динены с управляющими входами коммутатора и вычислительного блока.Изобретение относится к Фазоизмерительной технике и может быть использовано для измерения разности фаз сигналов, фазочастотных характеристик и группового времени запаздывания радиоустройств.Цель изобретения - повышение быстродействия при сохранении высокой точности путем устранения амплитудно-фазовой погрешности вследствие 10 проведения измерений при двух значениях опорной частоты.На чертеже приведена структурная схема измерителя.Измеритель содержит блок 1 высо ких частот, смесители 2 и 3, вычислительный блок 4, синтезатор 5 частот, коммутатор 6, балансный модулятор 7, фильтр 8 и блок 9 управления. К входу измерителя подключен блок 1 2 О высоких частот, два выхода которого соед;нены с входами смесителей 2 и 3, первые два входа вычислительного блока 4 подключены к выходам этих "месителей,.вход синтезатора 5 час тот соединен с выходом смесителя 3, первый выход синтезатора 5 частот подключен к третьему входу вычислительного блока 4, второй - к первому входу балансного модулятора 7, Зп а третий и четвертый через коммутатор 6 - к второму входу балансного модулятора 7, выход которого через фильтр 8 соединен с вторыми входами смесителей 2 и 3. Вход блока 9 управления подключен к выходу вычислительного блока 4, а выходы сое- . динены с управляющими входами коммутатора 6 и вычислительного блока 4.Измеритель работает следующим 40образом,Блок 1 высоких частот предназначен для переноса измерений исследуемого фазового сдвига между входными сигналами в диапазоне рабочих 45частот на фиксированную частоту Ы,При измерении фазовых характеристик исследуемые сигналы поступаютна входы блока 1 высоких частот,содержащего, например, в каждом канале смесители, входы которых соеди"нены с входами измерителя, и перестраиваемый гетеродин, соединенныйс вторыми входами этих смесителей,причем частота гетеродина отличается от частоты исследуемых сигналов на величину со . В результатепреобразования частот на выходе. блока 1 образуются сигналы с частотой Ы , разность фаз между которыми равна исследуемой разности Фазмежду входными сигналами,При измерении группового времени запаздывания на входы блока 1высоких частот поступают, например,амглитудно-модулированные колебания с подавленной несущей, причеминформация о задержке огибающейсодержится в фазовом сдвиге модулирующей частоты сд , В блоке 1высоких частот, содержащем в каждомканале амплитудные детекторы, соединенные с входами измерителя, путемдетектирования выделяются сигналыогибающей частоты ы , разностьФаз между которьпя пропорциональнаисследуемому групповому времени запаздывания.Смесители 2 и 3 и балансный модулятор 7 предназначены для устраненияамплитудно-Фазовой погрешности, возникающей в каналах измерителей приизменении амплитуд входных сигналов.С помощью синтезатора 5 частот и балансного модулятора 7 достигается частота спектра сигнала на вторых входах смесителей 2 и 3, что дополнительно способствует повышению точности измерений.В смесителях 2 и 3 сигнал частоты И с выходов блока 1 высоких частот преобразуется в колебания промежуточной частоты а . При этом роль гетеродинного сигнала с частотой Я - й или И + Я выполняет напряжение на выходе балансного модулятора 7, которое через фильтр 8 поступает на вторые входы смесителей 2 и 3. В синтезаторе 5 частот из напряжения опорного генератОра и напряжения промежуточной частоты 77 поступающего на вход синтезатора 5 частот с выхода смесителя 3, известными методами деления, умножения и преобразования частот 21 Формируются сигналы частот Сд + Я, Я, + Я,й, -Я,. Напряжение с частотой ЫЯ, подводится к одному входу балансного модулятора 7 непосредственно, а на второй вход его с помощью коммутатора 6 поочередно подключаются сигналы с частотой Я, + Д и Я, - П, В результате преобразования частот на выходе балансного модулятора 7 с помощью0 р 1 п и 1 фц);01 д Ы) где- исследуемый фазовый сдвиг(постоянными фазовымисдвигами в каналах пренебрегаем, так как они учитываются при калибровке измерителя).В первом положении коммутатора 6 к вторым входам смесителей 2 и 3 поступает сигнал У 1 Я 141 Щ 2 - Ч Ч.З 5 На третий вход вычислительногоблока 4, соединенный с входом схемысовпадения, поступает сигнал частоты заполнения (квантующей частоты),сформированный в синтезаторе 5 час О тот. Второй вход схемы совпаденияв вычислительном блоке 4 соединенс выходом триггерного фазометра,поэтому на выходе схемы совпаденияпоочередно образуется последова тельность импульсов, число которыхпропорционально фазовым сдвигам (,и ЦгС помощью блока 9 управления процесс измерения осуществляется вдва такта. С выхода вычислительного блока 4, представляющего собойвыход измерительного триггера,на вход блска 9 управления поступают импульсные сигналы промежуточнойчастоты Я , из которых в блоке 9управления формируются импульсы,управляющие работой коммутатора 6и вычислительного блока 4. В течепричем фазовые сдвиги ЬЦ Ь ф приводящие к амплитудно-фазовой пофильтра 8 выделяются возникающие поочередно сигналы разностных частот И -Я и иЯ,Пусть на входы смесителей 2 и 3 с выходов блока 1 высоких частот ,поступают сигналы соответственно а во втором положении - сигнал гдеЧ - фазовые сдвиги вносимые узлами 5-8,Тогда на выходах смесителей 2 и 3 в первом положении коммутатора 6 выделяются сигналы промежуточной частоты где ЬЬ 1 - дополнительные фазовыесдвиги, возникающие в первом и втором каналах измерителя, если напряжения 01 и 0 отличаются от напряжений входных сигналов, при которых производилась калибровка измерителя.Во втором положении коммутатора 6 доказанные сигналы имеют вид О 61 ПЙ 1 Я -Ц)4 ЬЦ,) (3) 0 510 (Ы ф Ч+ ЬЯ)(4) 82434 4 грешности Ь : Ь- Ь ц остаются прежнйми, т.к. в обоих положениях коммутатора 6 ампгитуда входных сигналов остается практически неизменной.В вычислительном блоке 4 осуществляется измерение исследуемогофазового сдвига, обработка и индикация результатов измерений. Блок 10 4 содержит, например, последовательно соединенные триггерный фаэометр,схему совпадения, реверсивный счетчик импульсов, регистр и цифровойиндикатор.В первом положении коммутатора 6на входы триггерного фазометра ввычислительном блоке 4, соединенные с выходами смесителей 2 и 3,поступают сигналы (1), (2), в ре зультате чего на выходе этого триггерного фазометра образуются импульсы, длительность которых пропорциональна разности фаз этих сигналов Во втором положении коммутатора 6 длительность названных импульсов пропорциональна.разности фаэ сигналов (3), (4)1182434 Составитель В.БыковПчелинская, Техред А.Бабинец Корректор В.Гирняк Редакто аказ 6101/ Тираж 747 ПодписноеВНИИПИ Государственного комитета СССРпо делам изобретений и открытий113035, Москва, Ж, Раушская наб., д. 4/5 Филиал ППП "Патент", г. Ужгород, ул. Проектная ние первого такта управляющий сигнал с выхода блока 9 управленияподводится к коммутатору 6 и переводит его в первое положение, Приэтом сигналом с выхода блока 9 управления, поступающим на управляющий вход вычислительного блока 4,реверсивный счетчик в этом блоке4 переводится в режим суммирования.Последовательности импульсов с выхода элемента совпадения вычислительного блока 4 подключаютсяпри этом к суммирующему входу счетчика блока 4; в результате чего впоследнем записывается код, пропорциональный фазовому сдвигуВо втором такте управляющими импульсами с выходов блока 9 управления коммутатор 6 переключается вовторое положение и реверсивный счетчик в вычислительном блоке 4 переводится в режим вычитания, При этом на вычитающий вход счетчика блока 4 поступает число импульсов, пропорциональное фазовому сдвигу (1) . Таким образом, в результате двух тактов измерительного цикла в счетчике блока 4 оказывается записанным код, пропорциональный фазовому сдвигу (,-1,: 2,причем амплитудно-фазовая погрешность Ьд с помощью такой обработки измерений исключается.По окончании второго такта управляющим импульсом с блока 9 управления, поступающим на вход вычислительного блока 4, результирующий код, пропорциональный измеряемому фазовому сдвигу, переписывается из реверсивного счетчика блока 4 в регистр блока 4 и индицируется цифровым индикатором вычислительного блока 4. Далее процесс измерений повторяется.