Способ измерения разности фаз

СОЮЗ СОВЕТСКИХСОЦИАЛИСТИЧЕСНИХРЕСПУБЛИК 119) 1 К 2 5 /О ПИСА ИЗОБРЕ К АВТОРСКОМУ ТЕПЬСТВУ ОСУДАРСТВЕННЫИ КОМИТЕТ СССО ДЕЛАМ ИЗОБРЕТЕНИЙ И ОТКРЫТ(71) Севастопольский приборостроительный институт(56) Сайбель А,Г. Основы радиолокации, М,: Сов.радио, 196 1, с. 165,Кушнир Ф.В. Электрорадиоизмере. ния Л,: Энергоатомиэдат. 1983, с. 19 (54) СПОСОБ ИЗМЕРЕНИЯ РАЗНОСТИ ФАЗ(57) Изобретение относится к электрорадиоизмерительной технике и может быть использовано при измерении фазовых сдвигов. Устройство, реализую щее данный способ, содержит коммута тор 1 двух исследуемьи сигналов, усилительно-смесительные каналы 2-4 гетеродин 5, блок 6 автоматической подстройки частоты, синхронизатор 7, фазометр 8, коммутатор 9 полярности сигнала, интегратор О, Первый сигнал поступает на вход первого канала в нечетные такты, в четные - на вход второго канала, Второй сигнал поступает на вход второго канала в четные такты, в нечетные - навход первого канала. Длительность тактов одинаковая, полярность сигнала инвертируют в четные либо нечетные такты и сохраняют неизменной. Амплитуду сигнала, равную в нечетные либо четные такты сумме измеряемой разности фаз между исследуемыми сигналами и разности набегов фаэ в каналах, а в четные либо нечетные так- Ф ты разности этих величин, интегрируют, На выходе интегратора 10 получают сигнал, амплитуда которого соответствует разности фаз исследуемых сигналов ине зависитот величиныи зна, ка раэностинабегов фазв каналах,2 ил.ре35 4 О 45 тк 0 ИЧРТ нрчл где Тд с л "чгт, а 50 Изобретение относится к электрорадиоизмерительной технике и может быть использовано в электро- и радиотехнических установках различного назначения при измерении фазовых сдвигов,Целью изобретения является повышение точности измерения разностиФаз.На фиг. 1 представлена функциональная схема устройства для реализации предлагаемого способа; нафиг, 2 - временные диаграммы егоработы,Устройство содержит коммутатор 1двух исследуемых сигналов, усилительно-смесительные каналы 2-4, гетеродин 5, блок 6 автоматической подстройки частоты, синхронизатор 7,фазометр 8, коммутатор 9 полярностисигнала и интегратор 10.Каждый из усилительно-смесительных каналов 2-4, содержит усилителиамплитуды исследуемых сигналов, смесители супергетеродинного типа иусилители амплитуды сигналов промежуточной частоты.Усилительно-смесительные каналы2 и 3 совместно с гетеродином 5 образуют первый 2 - 5 и второй 3-5/каналы двухканального усилительнопреобразовательного тракта соответственно.Усилительно-смесительный канал 4совместно с гетеродином 5 образуетвспомогательный усилительно-преобразовательный тракт (4-5), а последний совместно с блоком 6 автоматической подстройки частоты - систеМу4-5-6 автоматической подстройки частоты.В каналах двухканального и вспомагательного усилительно-преобразовательных трактов осуществляют однократные или многократные как усиление амплитуды, так и преобразование частоты,Коммутатор 9 полярности сигнала осуществляет параллельно-перекрестное переключение двух входных и двух выходных шин или каким-либо дру гим образом изменяет полярность сигнала на противоположную в моменты времени, определяемые Ямпульсами синхронизации, сохраняя неизменной его амплитуду,Первый и второй выходы коммутатора 1 исследуемых сигналов соеди 5 1 О 15 2 О 25 ЗО иены с сигнальными входами усилительно-смесительных каналов 2 и 3 соответственно, выходы которых подключены к первому и второму входам фазометра 8 соответственно. Выход фазометра 8 соединен с входом коммутатора 9 полярности сигнала, выход которого включен с входом интегратора 10. Первый, второй и третий выходы гетеродина 5 соединены с гетеродинными .входами усилительносмесительных каналов 2 - 4 соответственно, Сигнальный вход усилительно-смесительного канала 4 соединен с вторым входом коммутатора 1 а выход подключен к входу блока 6 автоматической подстройки частоты, выход которого соединен с входом управления гетеродина 5. Первый и второй выходы синхронизатора 7 соединены с входами управления коммутатора 1 и коммутатора 9 полярности сигнала соответственно.Способ измерения разности фаз осуществляют следующим образом.На первый и второй входы коммутатора 1 подают первый и второй ис 1 следуемые сигналы соответственно, Исследуемый сигнал с второго входа коммутатора. 1 непрерывно подают на сигнальный вход усилительно-смесительного канала 4. Сигнал с выходаавтоматической подстройки частоты-(4-5-6) подают на вход управлениягетеродина 5, Системой 4-5-6 автоматической подстройки частоты управляют гетеродином 5 таким образом,что при изменении частоты исследуемого сигнала на втором входе коммутатора 1 частоту сигнала промежуточной частоты на выходах усилительносмесительных каналов 2-4 удерживаютнеизменной. Коммутатор 1 и коммутатор 9 полярности сигнала работаютсинхронно в два такта, при этом- период коммутации;- длительность четного и нечетного тактов соответственно.В нечетные такты из синхронизатора 7 на коммутатор 1 поступают нечетные синхронизирующие импульсы, при этом исследуемый сигнал с первого входа коммутатора 1 подают на его первый выход и далее на сигналь.ный вход усилительно-смесительногоканала 2, а исследуемый сигнал свторого входа коммутатора 1 подаютна его второй выход и далее на сигнальный вход усилительно-смесительного канала 3. В четные такты из синхронизатора 7 на коммутатор 1 поступают четные синхронизирующие импульсы, при этом исследуемый сигнал спервого входа коммутатора 1 подаютна его второй выход и далее на сигнальный вход усилительно-смесительного канала 3, а исследуемый сигналс второго входа коммутатора 1 подаютна его первый выход и далее на сигнальный вход усилительно-смесительного канала 2. Первый и второйисследуемые сигналы на входе коммутатора 1 имеют фазы сР и с 2 соответственно. Измеряют разность фазисследуемых сигналов где 9 - фаза сигнала промежуточной частоты на выходе канала 2-5;- фаза сигнала промежуточной частоты на выходе канала 3-5;Если за опорный принимают первый исследуемый сигнал, т,е, ДР = - Ф 2, то величина разности фаз сигналов промежуточной частоты на входе фазометра 8 в нечетные такты Д неч = Ч 1 неч нец=й+ДИ Яе=И+ЬЧ,Ч - фаза сигнала промежу Наточной частоты на выходе канала 2-5 в нечетные такты; где в зависимости от того, какой из ис 1 следуемых сигналов принимают за опор. ный, Разность набегов фаз Ь 1 в первом канале 2-5 усилительно-преобразовательного тракта относительного второго канала 3-5 обусловлена тем, что величины собственных набегов фазы в каждом из каналов неодинаковы и, кроме того, непостоянны во време,ни, Разность фаз сигналов промежуточной частоты на входе фазометра 8Ч - фаза сигнала промежуг.нечточной частоты на выходе канала 3-5 в нечетные такты,а величина разности фаз каналов промежуточной частоты на входе фазометра 8 в четные такты 1 Д "чу = чет цгчет=(Р 2 Ь 9 Р 1= ьР лт1 О где 9 - фаза сигнала промежу четточной частоты на выходе канала 2-5 в четные такты;9 ч - фаза сигнала промежу-точной частоты на выходе канала 3-5 в чет-ные такты.Сигнал на выходе фазометра 8 020 или 09 че. (фиг. 2) пРЯмо пРОпОРЦНонален Разности фаз ЬЧечилиД Ч в нечетные или четные тактысоответственно. В нечетные такты изсинхронизаторана коммутатор 9 по лярности сигнала поступают нечетныесинхронизирующие импульсы, при этомсигнал на выходе коммутатора 9 полярности сигнала равен сигналу на вы-ходе фазометра 8, т.е,309 неч Э н.ечВ четные такты из синхронизатора 7 на коммутатор 9 полярности сигнала поступают четные синхронизирующие импульсы, при этом сигнал на выходе коммутатора 9 полярности сигнала равен сигналу на выходе фазометра 8 по амплитуде, но имеет обратную полярность, т,е,40 9 чаь 11 ечемВыходной сигнал коммутатора 9 ПЬлярности сигнала Б 9 (фиг, 2) подают на вход интегратора 10. Выходнойсигнал коммутатора 9 полярности сиг нала 1)9 имеет пОстОЯннУю составлЯющуюамплитуда Б которой зависитот измеряемой разности фаз исследуе";мых сигналов ЬЯ, и переменную составляющую, амплитуда Ь О которой зависит от разности набегов фаз в каналаЬуВ результате интегрирования выходного сигнала коммутатора 9 полярности сигнала 09 на выходе .интегратора 10 получают сигналУО (фиг. 2), амплитуда которогосоответствует амплитуде У ,постоянной составляющей выходного сигналакоммутатора 9 полярности сигнала,Следовательно, на выходе интегра тора 10 получают сигнал, амплитуда которого, соответствует измеряемой разности фаз исследуемых сигналов дср и не зависит от величины и знака разности набегов фаз Ь в каналах. Ф о р м у л а изобретения Способ измерения разности фаэ, основанньй на последовательных усиленни амплитуды и преобразовании частоты двух исследуемых сигналов раздельно в двух параллельных каналах, при этом автоматически подстраивают частоты гетеродинных колебаний, и последующем Измерении разности фаз сигналов промежуточной частоты, при этом преобразуют разность фаз сигналов промежуточной частоты в сигнал, амплитуда которого зависит Филиал ППП "Патент",г.ужгород, ул.Проектная, 4 от измеряемой разности фаз, о т л и ч а ю щ и й с я тем, что, с целью повышения точности, периодически коммутируют два исследуемых сигнала5 на входы параллельных каналов в дватакта за период коммутации так, что в нечетные такты первый сигнал поступает на вход первого канала, а второй сигнал-на вход второго канала, в четные такты первый сигнал поступает на вход второго канала; а второй сигнал-на вход первого канала,прй этом длительности четного и нечетного тактов выбирают равными, затем полярность сигнала, амплитуда которого зависит от измеряемой разности фаз, инвертируют в нечетные либо четные такты, а в четные либо нечетные такты соответственно сохраняют неизменной, при этом амплитуда сигнала в нечетные либо четные такты соответствует АЯ +Ь , а в четные либо нечетные такты соответственно соответствует 4 ср - Ь ф , затем амплитуду сигнала интегрируют, при этом амплитуда интегрированного сигнала соответствует Ь ср, где д Я - измеряемая разность фаэ между исследуемыми сигналами; Ь- разность набегов фаз в каналах.