Фазометр

СОЮЗ СОВЕТСКИХРуууишичепухРЕСПУЬЛИН уд) С 01 й 25/02 БРЕТЕНВИДЕтВЪСтау АВТОРСКОМ ГОСУДЮфСТВЕННЫЙ КОМИТЕТ СССРПО ДЕЛДМ ИЗОЬЩТЕНИЙ И ОТНЕЫТИЙОПИСАНИЕ ИЗО(72) И.Д.Зрлотарев и С.П.Седельников (71) Омский политехнический институт (53) 621.317.77(088;8).(56) 1. Авторское свидетельство СССР В 425124, кл. С 01 к 25/00, 1972.2, Авторское свидетельство СССР Р 561148, кл, 6 01 К 25/02, 1974. (54)(57) ФАЗОИКТР,.содержащий два измерительных канала, один из .которых состоит иэ последовательно соединенных первого смесителя, к второму входу которого подключен первый выход генератора опорной частоты, и фильтра разностной частоты, соединенного с входом второго смесителя,.ЯО 1022073 А выход которого соединен с Фильтром опорной частоты, подключенным к последовательно соединенным Фазовому детектору и индикатору, о т л и - ч а ю щ и й с ятем, что, с целью повыаения точности измерений разности фаэ наложенных радиоимпульсных сигналов, во второй измерительный ка-. нал. введены сумматор и блок дисперсионной задержки, вход которого подключен к выходу сумматора, а выход к второму входу сумматора, причем первый вход сумматора является входом измерительного канала, а его выход соединен с входом второго смесителя; второй выход генератора опорной частоты соединен с вторым входом Е фазового детектора.Изобретение относится к радиоиэмерительной технике и может быть Использовано в фазоизмерительных системах для измерения сдвига Фаз перекрывающихся радиоимпульсных сигналовкак при,многократном, так и однократном воздействии.Известен фазометр, содержащий смесители, гетеродин, опорный генератор,фильтры, усилители, усилители-ограничители, Фазовый детектор с индикатором, два однополосных модулятора иделитель частоты, причем одни из входов однополосных модуляторов подключены к выходам гетеродина, а другие -к выходам. опорного генератора, а выходы однополосных модуляторов подсоединены к смесителям, выходы которыхчерез фильтры и усилители подключенык третьему смесителю, выход которогочерез фильтр связан с входом одного 20усилителя-ограничителя, к выходу которого подключен вход делителя частоты, выходом подсоединенного к одномувходу фазового детектора, а второйвход фазового детектора связан с 25выходом другого усилителя-ограничителя, входом подключенного к опорномугенератору 1.Однако известный Фазометр обладает низкой точностью измерений иэ-эаналичия комбинационных частот нагетеродинных входах смесителей измерительных каналов и не работоспособен в случае наложения входных сигналов.35Наиболее близким по техническойсущности. к изобретению является фазо"метр, содержащий два измерительныхканала, состоящих из последовательно соединенных смесителя и фильтрасуммарной частоты, первый смеситель 40с фильтром разностной частоты, входыкоторого подключены к выходам измерительных каналов, фазовый детектор синдикатором, первый вход которого соединен с фильтром раэиостной частоты 45первого смесителя, второй генераторопорной частоты и второй смеситель сФильтром раэностной частоты, причемвходы второго смесителя подключены квыходом обоих генераторов опорной частоти, второй вход Фазового детектораподключен к Фильтру разностной частоты второго смесителя,выход первогогенератора опорной частоты соединенс гетеродинным входом смесителя одно го измерительного канала, а выходвТорого генератора опорной, частотысоедиией с гетеродинным входом смесителя другого измерительного канала 2).Данный известный фаэометр имеет 60 низкую точность при измерении пере. крывающихся радиоимпульсных сигналов, В этом случае результат измерения на участках перекрытия зависит от раз ности фаз каждого из наложенных сигналов, а также от соотношения несущих частот заполнения радиоимпульсов Выходной сигнал фазового детектора научастке наложения будет представлятьсобой биения, амплитуда которых опре,целяется разностью .Фаз, а частота - разносом несущих частот перекрывающихся радиоимпульсов.Кроме того, при преобразовании частоты в опорном канале возникают паразитные комбинационные частоты,которые при недостаточном подавлениимогут попасть на Фазовый детектор. Это может вызвать дополнительную погрешность измерений. Поэтому, в опорном канале необходимо обеспечивать хорошую Фильтрацию сигнала опорной частоты.Цель изобретения - повыаение точности измерений разности Фаз наложенных радиоимпульсных сигналов.Поставленная цель достигается тем,что в фазометр, содержащий два измерительных канала, один из которых состоит из последовательно соединенных первого смесителя, к второму входу которого подключен первый выход генератора опорной частоты, и Фильтра разностной частоты, соединенногос входом второго смесителя, выход которого соединен с Фильтром опорнойчастоты, подключенным к последовательно соединенным фаэовому детектору и индикатору, во второй измерительный канал введены сумматор и блок дисперсионной задержки, вход которого подключен к выходу сумматора, а выход - к второму входу сумматора, причемпервый вход сумматора является входомизмерительного канала, а его выходсоединен с входом второго смесителя,второй выход генератора опорнойчастоты соединен с вторым входом фазового детектора,На Фиг.1 изображена структурная схема фазометра; на фиг.2 - упрощенные диаграммы напряжений, поясняющие работу фазометра.Фазометр содержит два измерительных канала, один иэ которых состоит из соединенных последовательно первого смесителя 1, к второму входу которого подключен генератор 2 опорной чадтоты, и. Фильтра 3 раэностной частоты, соединенного с входом вто. - рого смесителя 4, выход которого соединен с фильтром 5 опорной частоты, подключенным к Фазовому детекто ру б, соединенноЮ с индикатором 7, а второй измерительный канал состоит из сумматора 8 и блока 9 дисперсионной задержки, вход которого подключен к выходу сумматора 8, а выход -.к второму входу сумматора 8, причемпервый вход сумматора 8 являетсявходом измерительного канала, а еговыход соединен с вторым входом смесителя 4, а выход генератора 2 опорнойчастоты соединен с вторым входом фазового детектора б.В данном случае смесителя должныбыть кольцевыми или двухбаланснымидля того, чтобы исключить погрешность,вызываемую параэитными продуктаипреобразования частоты. Блок 9 дис- .персионной задержки может быть выполнен на дисперсионных линиях задержкис необходимыми для заданного алгоитма функционирования устройствахарактеристиками. Общее требованиек техническим решениям .блока 9 дисперсионной задержки - задерживатьсигналы разных частот на время, кратное нечетному числу полупериодов несущих частот,На фиг.2.показан частный случайналожения трех измеряемых радиоимпульсов разных несущих частот и амплитуд. Для простоты на участках наложения не показаны биения частот,Фазометр работает следующим образом.На выходе измерительных каналов 25поступают радиоимпульсные напряжения,например, трех перекрывающихся сигна лов ( 0, и О 4 на фиг.2), которыеможно. представить какО О,(Мсоэ в 1(+-)-18, -1-с)Оса 5" 30ю 2 ЦЩ-Ф)-Ю-Ф 2-Г)+О ьЩ со 5 Ф 1 (.1(с". где О,;ОД)В,Ь),О Ь)Щ 1 Щ - амплитуды радиоимпульсных сигналов в первом и: втором измерительных каналах,цф 1 ц 2 щЪ%,Ч(. - несущие частоты .и фазы радиоимпульсных сигналов,1(Ь) - единичная Функциявремени,1 й-В) - смещенная на времяединичная функция 50ь 1,1 Ф 1. - моменты включениярадиоимпульсов;Г Ф- длительности ра 4 2 фдиоимпуль сов .Напряжение с выходов генератора 55опорной частоты О =О,Ь)соеЮ поотупает на второй вход первого смесителя -1 и фазового детектора б. В первомизмерительном канале Фильтром 3 раэ-,ностной частоты выделяется сигналО -К 1 О(+) ОЬ) со 55 а-Ж-Ч 510-М-1 Ь- С -й) 3+К ОИ)бг М)ОУьба-йВ-ЧМЗИ,- )-18;С-С)3 К 16 ЮО,Ь)асо 5 Ца-ф.-%КО И;Ф,)-1 ИСъ)3 65 гдв К - коэффициент, учитывакщий потери преобразования в смесителе 1 и коэффициент передачи фильтра 3.Во втором измерительном каналевходной сигнал О, суммируется в сумматоре 8 с задержанным в блоке 9 дисперсионной задержки сигналом О 2 ипоступает на вход второго смесителя 4.Блок 9 дисперсионной задержки обеспечивает задержку каждой частоты на время, соответствующее фазовому сдвигуИй при =35,7 (2 р), В этомслучае кажцая составляющая сигнала навыходе блока 9 дисперсионной задержкипротивофазна соответствующим составляющим входного сигнала О, (фиг,2,Сигнал на выходе блока 9 дисперсионной задержки . О можно представить какО =к О Ь)со 5 еф 1(1-е 1-с )-Щ.-с 1,-с)3+ КаОИ,) созсюМ ОЬ- а-с 5) -1 Йд,"сь- ь)3 ф К ОИ) с 05031 1 (1-1;- с,)-1 И- ь, - с г,)3,где К - коэффициент, учитывающий коэффициенты .передачи сумматора8 Кс и блока. дисперсионной задержки Кзадержки составля - м 32 ъ щих сигнала.При сложении исходного сигнала 1с задержанным Ос роисходит компенсация соотетствуки 4 их составляющихв моменты их совпадения.Таким образом сумматор 8 формируетсигнал Опредставляющий собойукороченные радиоимпульсные составляющие исходного сигнала О (Фиг,2).О. "-О +О =О(В)соз ю 19 Й,-АИМ,-1- 1)3+ОЫсо 6 ОЩИ 1 а)-1 И 2- Лф+К О,Юсо 5 а.А Ь(Ф.- -С,)-1 В-;Л+КОИ.)со 5 щ, Рй;Сэ )-1 6 ф Сь 2 йИф" 2 М)со 5 аъН-ъ-1-)-1(" (. -7 -т ),Причем на выходе сумматора 8 формируются укороченные радиоимпульсы откаждой составлякщей сигнала в моменты несовпадения во времени исходногоО 1 и задержанного О сигналов.Этонесовпадение, как показано на фиг.2,будвт иметь место по началу и концурадиоимпульсовПри,К =10 ксО 1 со 5 ЩФ( ф 4-1(+ЪЧфсОР)фсочв рИ.-Ь,)-,1(-;Г).к, О,А)жсю ЩИ,-Ф НК-Ф,-)3+ Кс О 1(1)со 5 со 1 Ь1(Ф,-1, С,)-1 И.-1,-й;т)3+К 0,2(1;)со 5 а 4 ф9 ЬгЮ(-1,-з.-т,Н+к, О со 5 иУГФЧь)-1 Ь-ь"ь-Ч:ъ) 3.сдвинутый по частоте с 61 гнал первогоизмерительного канала Од и укороченный сигнал второго измерительного канала ц поступают на смеситель 4Фильтром 5 опорной частоты из выходного сигнала смесителя 4 выделяютсяукороченные радиоимпульсы с ластотойЯ,ф,фиг.2), сФормированные в моменты совпадения поступающих на входы смесителей сигналов О.а и ОзВ общеМ случае, при задержке одногоиз измеряемых сигналов, например 04на Фиг,2, превышающей несколько периодов высокочастотного заполнениярадиоимпульсов, т.е. соизмеримой сзадержкой блока 9 дисперсионной задержки, на выходе смесителя 4 будутприсутствовать по два укороченныхсигнала ат каждого радиоимпульса.Как видно на фиг.2, это может происходить в результате совпадения укороченных сигналов Оз с конечнымиучастками радиоимпульсов напряжения04. Прячем эти укороченные радиоимпульсы будут иметь сдвиг фаз, .отличающийся на И от соответствующих радионмпульсов, сформированных по начальным участкам сигналов. Однако,как показано на Фиг.2, для измеряежх Фазовых сдвигов, не превышающих2%; т.е. значительно меньших задерж ки блока 9 дисперсионной задержки,укороченные радиоимпульсы, Формируеьюе по конечным участкам сигналовбудут отсутствовать ввиду временногонесовпадения этих участков напряжений О и О+о;- н,1 о) о, (Осое а-чЩ (с-,1-Щ- ;-С,И+О ВОЫМСО 5 М-ЮВВ- ИКС;)1+0 Сов -,) О И.- )-1 Йч"у) 3где К - коэФфициент, учитивающий потери преобразования смесителя 4, коэффициент передачи фильтра 5, коэффициенты.К и К 1Это напряжение подается на вход Фазового детектора б, На выходе фазовогодетектора 6, как обычно, формируютсяимпульсы постоянного тока Ос,амплитуда которых соответствует сдвигуфаз измеряеьых сигналов. На индикаторе 7 индицируются Фазовые сдвигисоставляющих входных сигналов.Использование сумматора и блокадисперсионной задержки в одном измерительном канале Фазометра позволяет повысить точность измерений разности фаз наложенных радиоимпульсныхсигналов.