Фазовый детектор

ОП ИСАНИЕ ИЗОБРЕТЕНИЯ щ 938195 Союз СоветсинкСфцнаттнстниесинкРеспубини(23) Прноритет -1 ааударатаОюй каэптат СССР аа далем иэааретенкв и аткрытиа(ЗЗ) уд 621. 317. .77(088.8) Дата опубликования описания 23. 06. 82 А. Г. Иартынюк, С. И. Журавлев, В. А. Киржбаум и С. П, Седельников(72) Авторы изобретения Омский политехнический институт(5 Й) ФАЗОВЫЙ ДЕТЕКТОР 1Изобретение относится к радиоизме;рительной технике и может быть использовано для измерения разности фаз между двумя сигналами с большим динамическим диапазоном.Известен фазовый детектор с промежуточным преобразованием измеряемого фазового сдвига в постоянное напряже- ние, содержащий формирующее устройство, триггер, пороговое устройство, фильтр и цифровой вольтметр 1 1.Основной погрешностью такого фазового детектора при измерении сигналом с большим разбросом амплитуд является фазо-амплитудная погрешность асимметрии ограничения.Наиболее близким по технической сущности является фазовый детектор содержащий два формирователя, каждый из которых имеет прямой и инверсный га выходы, два двухвходовых элемента совпадения и сумматор, причем первые входы элементов совпадения соединены с выходами первого формирователя, вто 2рые - с выходами второго таким образом, что к каждому элементу совпадения подключены один прямой и один инверсный выходы Формирователей, а выходы элементов совпадения связаны с вхо.дами сумматора 1 2.Формирователи позволяют формировать из входных синусоидальных напряжений напряжение прямоугольной формы, Фронты которых должны совпадать по времени с моментами перехода исследуемых напряжений через нуль. В реальных формирователях происходит несовпадение во времени фронтов выходно" го напряжения и моментов перехода входного напряжения через нуль, так как фазо-амплитудная погрешность от асимметрии ограничения приводит к смещению нулевого уровня (о) и соответственно к сдвигу фронтов выходного напряжения, На выходах формирователей образуются прямоугольные напряжения Ц , 01 и К 2, 02 имеющие разную скважность, На выходах элемен 938195тов совпадения образуются импульсы0 и 13 с длительностями равнымидлительности совпадения прямоугольныхнапряжений Ц 1, О и Ц , Ц соответственно, 5В известном устройстве импульсы11 и 0 складываются, что для случаяперекрывающихся напряжений 13 и 11приводит К существенной погрешности.Цель изобретения - снижение фазоамплитудной погрешности измеренияразности Фаз входных сигналов с большйм динамическим диапазоном,Поставленная цель достигается тем;что в известный Фазовый детектор, со здержащии два формирователя, каждый изкоторых имеет прямой и инверсный выходы, два двухвходовые элемента, совпадения и сумматор, причем первыевходы элементов совпадения соединеныс выходами первого Формирователя,вторые - с выходами второго таким образом, что к каждому элементу совпадения подключены один прямой и одининверсный выходы Формирователей, вве-дены два блока определения сдвигамежду передними и задними фронтамисформированных импульсов и два блокаизменения полярности, причем входыодного блока определения сдвига между Зпередними и задними фронтами подключены к входам одного элемента совпадения, а входы другого - к входамдругого элемента совпадения, и выходы каждого из этих блоков соединеныс соответствующими управляющими входами блоков изменения полярности,которые включены между выходами элементов совпадения и входами сумматора.е 4На Фиг, 1 изображена структурнаясхема предлагаемого Фазометра; нафиг. 2 - временные диаграммы работыустройства,Схема содержит два формирователя2,каждый из которых имеет прямои4 Яи инверсный выходы, два двухвходовыеэлеМента 3, 4 совпадения, причем первые входы элементов 3, 4 совпадениясоединены с выходами формирователявторые - с выходами формирователя 2таким образом, что к каждому элементу совпадения подключены один прямойи один инверсный выход Формирователей 1, 2. Входы блока 5 определениясдвига между передними и заднимифронтами подключены к входам элемен;та 3 совпадения, входы блока 6 определения сдвига между передними и задними фронтами подключены к входам элемента 4 совпадения, а выходы каждого из этих блоков соединены с соответствующими управляющими входами блоков 7, 8, изменения полярности, которые включены между выходами элементов совпадения и входами сумматора 9Устройство работает следующим образомНа входы формирователей 1, 2 поступают синусоидальные напряжения 13с 1 и Бс неизвестным фазовым сдвигом (фиг. 2,О) формирователи 1, 2 преобразуют синусоидальные напряжения Ц и Ц в прямоугольные колебания, у которых знак напряжения изменяется в мсмент перехода входных напряжений через смещенный нулевой уровень (Ч, ).На входы элементов 3, 4 совпадения и входы блоков 5 6 поступаютпрямоугольные напряжения 11, 0 и Ц 1Ц соответственно (Фиг, 2,0). На выходах элементов 3, 4 совпадения появляются импульсы с длительностью,равной длительности совпадения двухпрямоугольных напряжений Б, 0 и Ц13 (фиг, 2,4). Блоки 5, 6 управляютблоками 7, 8 таким образом, что импульсы 11 и Б проходят на входысумматора 9 без измерения полярности,если прямоугольные напряжения 11 и 13не перекрываются полностью, при полном перекрытии (фиг. 2,д) - импульсыс длительностью, равной интервалу между задними Фронтами прямоугольныхнапряжений Ц. и 112 инвертируются, аимпульсы с длительностью, равной интервалу между передними фронтами техже напряжений проходят без измененияполярности.В результате суммирования на выходе сумматора 9 получают однополярныеимпульсы, более соответствующие подлительности измеряемой разности фаз,чем импульсы, получаемые на выходеизвестного устройства, не содержащегоблоки 5-8;Применение предлагаемого устройства позволяет увеличить точность измерения разности фаз сигналов с большимдиапазоном амплитуд,Формула изобретенияФазовый детектор, содержащий дваформирователя, каждый из которых5 9381 имеет прямой и инверсный выходы, два двухвходовых элемента совпадения и сумматор, причем первые входы элементов совпадения соединены с выходами первого формирователя, вторые - с вы-ходами второго так, что к каждому элементу совпадения подключены один прямой и один инверсный выходы формирователей, о т л и ч а ю щ и й с я тем, что, с целью снижения фазо-ам плитудной погрешности измерения разности фаз входных сигналов с большим динамическим диапазоном, в него введены два блока определения сдвига меж. ду передними и задними фронтами сфор-И мированных импульсов и два блока изменения полярности, причем входы одного блока определения сдвига между 95 6передними и задними фронтами подключены к входам одного элемента совпа" дения, а входы другого - к входам дру" гого элемента совпадения, и выходы каждого из этих блоков соединены с соответствующими управляющими входами блоков изменения полярности, которые включены между выходами элементов совпадения и входами сумматора. Источники информации,принятые во внимание при экспертизе1. Смирнов О. Т. Цифровые фазомет"ры. "Энергия", 1964, с. 10-13,рис. 4, 5.2. Корндорф С. Ф. Цифровые методыизмерения сдвига фаз. "Наука", 1979,с. 13, рис, 1, 4,938195 Фиб. Г ставитель А, Подорольскийхред А. Ач Корректор А Дзя едэктор А. Шандо акаэ 445 Раушская наб Филиал ППП "Патент", г, Ужгород, ул. Проектная,Тираж 717 ВНИИПИ Государств по делам изобр 3035, Москва, ЖПодпис ноенного комитета СССРтений и открытий