Фазометр

ОПИСАНИЕИЗОБРЕТЕНИЯК АВТОРСКОМУ СВИДЕТЕЛЬСТВУ Союз СоветскихСоцналистическихРеспублик 960657(61) Дополнительное к авт. сеид-ву -131 М. Кл. 6 01 К 25/00 с присоединением заявки Йо(23) П ио итет Государственный комитет. СССР до делам изобретений и открытий(088. 8) Дата опубликования описания 230982(54) ФАЗОИЕТР Изобретение относится к фазоиэмерительной технике и может быть использовано при создании высокочас-.тотных цифровых Фазометров с преобразованием частоты сигналов.Известен фазометр, содержащий аттенюаторы, переключатели, преобразо- .ватели частоты, избирательные усилители, Формирователи в каждом канале,Гблок автоматической подстройки частоты, генератор квантуихаих импульсов, пересчетные элементы, симметричный триггер, реверсивный счетчик,блок. управления, элемент И и цифровойотсчетный блок. В Данном фазометредля уменьшения амплитудно-фазовойпогрешности (АФП ) используется предварительное выравнивание амплитуд исследуеиюх сигналов 11 3.Однако уравнивающиеаттенюаторыпри работе в широком диапазоне частотвносят .собственные фазовые погрешности, что не позволяет заметно уменьшить амплитудно-фазовую погрешностьФаэометра,Наиболее близким но техническойсущности к изобретению является двухканальный Фазометр, В каждом преобразовательном канале он содержит последовательно соединенные входной блок и преобразователь частоты, выходы ко-.торых подключены к фаэо-импульсномупреобразователю, выходы которого соединены с реверсивным счетчиком, подключенным к цифровому регистрирующему блоку, а также блок управления игенератор гетеродинного напряжения,подключенные соответствующим образомк преобразователям частоты, реверсивному счетчику и регистрирукщему блоку.Для уменьшения амплитудно-фаэовойпогрешности в нем используется перестройка частоты гетеродина на удвоенную промежуточную частоту. Этот принцип позволяет уменьшить амплитуднофазовую погрешность 21.Однако в известном фазометре обеспечивается высокая точность измерения только при работе на одной фиксированной частоте,Целью изобретения является расширение частотного диапазона.Поставленная цель достигается тем,что фазометр, содержащий в двух преобразовательных каналах последовательно соединенные аттенюатор, преобразователь частоты, избирательныйусилитель и усилитель-ограничитель,выходы которых подключены к первомуЗ 0 фазовому детектору, выход которогочерез элемент И подключен к последовательно соединенным первому пере- счетному элементу, реверсивному счетчику и цифровому регистрирующему блоку, управляющие входы которых подключены соответственно. к первому, вто рому и третьему выходам блока управления, кварцевый генератор, и дели,тель, в него введены второй и третий ,фазовые детекторы, первый и второй управляемые генераторы, третий пре обраэователь частоты и второй пере- счетный элемент, причем вход блока управления подключен,к выходу избирательного усилителя одного иэ каналов и к Одному иэ ВхОдов ВтОРОго 15 Фазового детектора, выход которого подключен к первому управляемому генератору, а второй вход - ко второму пересчетному элементу, вход которого соединен с выходом кварцевого генератора и со вторым входом элемента И, выход третьего преобразователя частоты соединен с .гетеродинными входами преобразователей частоты преоб- Разовательных каналов, пеРвый вход - с выходом первого управляемого генератора, второй вход - с выходами второго управляемого генератора и делителя, управляющий вход которого соединен с четвертым выходом блока управления, а выход - с одним из вхо-З 0 дов третьего Фазового детектора, второй вход которого соединен с выходом второго пересчетного элемента, а выход - со входом второго управляемого генератора. 35На чертеже представлена блок-схема устройства.Фаэометр содержит аттенюаторы 1 и2, преобразователи 3, 4 и 5 частоты, 40избирательные усилители б и 7, усилители-ограничители 8 и 9, фаэовые.детекторы 10, 11 и 12, элемент И 13,пересчетные элементы 14 и 15, реверсивный счетчик 16, цифровой регистрирующий блок 17, блок 18 управления,кварцевый генератор 19, управляемыегенераторы 20 и 21 и делитель 22.Устройство работает следующим образом.50Входные .сигналы 01= Ощяи (со Ч);О = Ощ яи (ц+ ФЧ )через согласующие аттенюаторы 1 .и 2подаются на сигнальные входы преобразователей 3 и 4 частоты. На гетеродинные входы преобразователей 3 55и 4 частоты поступает, напряжениеОг- О, вп(ц с+У,), которое получаютпутем гетеродинного преобразованиясигналов управляемых генераторов 20 и 21, т.е,юг=а ы где,ц. и шг - 60г г г Г2.частоты выходнйх сигналов управляемыхгенераторов 20 и 21. Оба генераторасинхронизированы по промежуточной частоте ш опорным колебанием кварцевого генератора 19. В кольце Фазовой автоподстройки частоты управляе-,мого генератора 21 содержится делитель 22. Поэтому при изменении егокоэффициента деления частота управляемого генератора 21 изменяется сшагом, равным промежуточной частоте.Это позволяет по сигналу с блока 18управления периодически изменять частоту гетеродионного напряжения оти)сж,и,ДО и - ир . В РЕЭУЛЬтатЕ ГЕТЕродинйого йреобразования частоты навходе избирательных усилителей б и 7получают два низкочастотных напряжения.("-дЫ Е що .(,Ч)пр 2 идрколичество Фазовых интервалов в первом цикле измерения;круговая частота следования импульсов кварцевогогенератора 19;- коэффициент деления пересчетного элемента 14; измеряемый фазовый сдвиг; Фазо-амплитудная погреш. ность преобразователей частоты. д Е цо 2 укВ следуквий цикл измерения из-За изменения частоты напряжения, поступающего на гетеродинные входы преобразователей 3 и 4 частоты на величину щф (щс+ц )- ж -ш ):2 мфазовый сдвиг между низкочастотныминапряжениями изменяет свой знак, аследовательно, количество импульсовв этом случае равНО пи Е .О1 - Е 2 к (- Ч- д М ) (2 ) Знак фазо-амплитудной погрешностине меняется, так как при изменениичастоты гетеродинного напряжения никаких изменений амплитуд сигналов вканалах фаэоьетра. не происходит. Об- Орп (озгер+т- Мг)О 1= ОоВи (ждр+Ч- У-) 1 Разность фаэ которых равна измеряемому фаэовому сдвигу. Фазовый сдвиг между выходными напряжениями избирательных усилителей б и 7 в начале с помощью усилителей-ограничителей 8 и 9 и фазового детектора 10 преобразовывают во временной интервал, а затем - в последовательность импуль-. сов, На реверсивный счетчик 16 импульсов в один цикл измерения через пересчетный элемент 14 поступает суммарное число импульсовК концу второго цикла измеренияв реверсивном счетчике 16 остается йимпульсов, равныхн:. 2. Ью и 21ТК"Р измерения,Иэ (3 ) следует, что показание цифрового регистрирунщего блока 17 соответствует .величине измеряемого сдвига фаз, независимо от степени неравенства амплитуд входных сигналовПредлагаемый фазометр работаетс высокой точностью в широком частотном диапазоне.Формула изобретенияФазометр, содержащий в двух преобразовательных каналах последовательно соединенные аттенюатор, преобразователь частоты, избирательный усилитель.и усилитель-ограничитель, выходы которых подключены к первому фазовому детектору, выход которого через элемент И подключен к последо-. вательно,соединенным первому пере- счетному элементу, реверсивному счетчику и цифровому регистрирующему блоку, управляющие входы которых под-. ключены соответственно к первому, второму и третьему выходам блока управления, кварцевый генератор и делитель, о т л и ч а ю щ и й с я тем,что, с целью расширения частотногодиапазона, в него введены второй итретий фазовые детекторы, первый ивторой управляемые генераторы, третийпреобразователь частоты и второй пере 5 счетный элемент, причем вход блокауправления подключен к выходу избирательного усилителя одного из каналов и к одному из входов второго фазового детектора, выход которого под 10 ключен к первому управляемому генератору, а второй вход - к второму пЕре-.счетному элементу, вход которого соединен. с выходом кварцевого генератораи с вторым вхсдом элемента И, выход15 третьего преобразователя частоты соединен с гетеродинными входами преобразователей частоты преобразовательных каналов, первый вход - с-выходомпервого управляемого генератора, вто 20 рой вход - с выходами второго управляемого генератора и делителя, управляющий вход которого соединен счетвертым выходом блока управления,-авыход - с одним из входов третьего5 Фазового детектора, второй вход которого соединен с выходом второго пересчетного элемента, а выход - с входом второго управляемого генератора.Источники информации,принятые во внимание при экспертизе1. Скрипник Ю.й. Коммутационныецифровые измерительные приборы, М.,960657 Составитель Н.АгееваПушненкова Техред М.Коштура Корректор А.ференц Ь" авгиев т одписСРу Де илиал ППППатент , г, Ужгород, ул. Проектна каз 7255/51 ВНИИП по 113035Тираж 717Государственного комитета лам изобретений и открыти Москва, Ж, Раушская на