Фазометр

СОЮЗ СОВЕТСНИХсоциАлистичеснихРЕСПУБЛИН 0% (11) За) С 01 К 25 00 госьдАРстюнный комитет сссРпо делАм изоБРетений и отнРытЮОПИСАНИЕ ИЗОБРЕТЕНИЯК АВТОРСКОМУ СВИДЕТЕЛЬСТВУ(71) Омский потитехнический институт (53) 621.317.77 (088.8)(56) .Авторское свидетельство СССР 9 428304, кл. С 01 К 25/00, 1974.2. Авторское свидетельство СССР В 284165, кл. С 01 К 25/00, 1970.(54) (57) .фАЗОМЕТР, содержащий дварециркулятора радиоимпульсов, каждыйиз которых выполнен из линии задержки и усилителя, соединенных последовательно, и коммутатора, первый фазовый детектор, параллельно входам которого включены рециркуляторы, амплитудный детектор и пороговый элемент,о т л и ч а ю щ и й с я тем, что, сцелью повышения точности и расширения диапазона измерений параметровсигналов, в него введены амплитудныйселектор, индикатор, сумматор,вычитатель, фазовращатель, второй фазовыйдетектор, элемент управления, два до 1 полнительных коммутатора, две дисперсионные линии задержки, включенныев рециркуляторах каналов между усилителем и коммутатором, первый выход которого связай с входом линии задержки и выходом дополнительного коммутатора, а второй - с одним из входов первого фазового детектора, к выходу которого подключен амплитудныйселектор, связанный с индикатором,выходы дисперсионных линий задержки первого и второго рециркуляторов соединены соответственно с первым и вторым входами вычитателя и сумматора, выход которого связан с одним входом. второго фазового детектора, второй вход которого через фазовращатель подключен к выходу вычитателя, а выход - через пороговый элемент - к первому входу элемента управления, второй вход которого соединен с выходом амплитудного детектора, первые выходы - с управляющими входами коммутаторов-рециркуляторов, вторые - с управляющими входами дополнительных коммутаторов входы которых являются входами фаэометра а вход амплитудФного детектора подключен к выходу диспеосионной линии задержки второго 1 рециркулятора.Изобретение относится к радиоизме- рительной технике и может быть использовано для измерения разности фаз наложенных радиоимпульсных сигналовИзвестно устройство для измерения разности фаз радиоимпульсов малой длительности, содержащее последовательно включенные в кажцом измерительном канале входные усилители,фазовые детекторы, выходные усилители, 10 нагруженные на индикатор, выполненный на электронно-лучевой трубке (ЭЛТ),; дополнительный канал, состоящий из включенных последовательно амплитудного детектора, линии задерж ки, формирующего блока и генератора импульсов, подключенного к модулирующему входу ЭЛТ, причем второй вход фазового детектора первого измеритель. ного канала связан с выходом входногощ усилителя первого канала, второй вход фазового детектора второго канала чеореэ 90 фазовращатель - с выходом входного усилителя первого канала, а стробирующие входы фазовых детекторов 25 соединены свыходом формирующего усилителя 11Однако данное устройство оказывается неработоспособным при воздействии наложенных сигналов. Возникающие в моменты наложения биения выходных сигналов фазовых детекторов приводят к погрешности измерений, превышающей 100 Ж. Кроме .того, особый вид индикации в известном фаэометре затруд- З 5 няет автоматизацию процесса измерений.Наиболее близким по технической сущности к изобретению является моно- импульсный фаэометр интерференцион О ного типа, снабженный двумя вклю - ченными на входах рециркуляторами, каждый из которых выполнен из последовательно соединенных линий задержки, усилителя и.ключа, подключенны ми к входам фазового детектора, выход которого через пороговый элемент соединен с одним из входов счетно-решающего устройства, второй вход которого через амплитудный детектор свя О зан с одним иэ рециркуляторов 2Известный фазометр не позволяет с заданной точностью измерять фазовые сдвиги наложенных сигналов. В этом случае после каждой в-й циркуляции на выходе фазового детектора будут формироваться импульсы постоянного тока с биениями на участке перекрытия радиоимпульсов. Поскольку измеряемые сигналы в общем случае могут иметь произвольные (от 0 до 2 К)разности фаз, огибающая интерференционной картины не будет иметь переходов через нуль. В отдельных случаях (для различных знаков разностей фаз измеряемых сигналов) отличие глобальных максимумов и минимумов огибающей интерференционной картины на выходе фазового детектора может быть весьма незначительным ( на пределе разрешающей способности пороговых элементов) Таким образом, погрешность измерений в этом режиме может превысить 100, .Цель изобретения - повышение точности измерений наложенных радиоимпульсных сигналов и расширение диапазона измерений параметров сигналов.Поставленная цель достигается тем, что в фазометр, содержащий два рециркулятора радиоимпульсов,каждый из которых выполнен из линии задержки и усилителя, соединенных последовательно, и коммутатора, первый фазовый детектор, параллельно входам ко,рого включены рециркуляторы, амплитудный детектор и пороговый элемент, введены амплитудный селектор, индикатор сумматор, вычитатель, фазовращатель, второй фазовый детектор, элемент управления, два дополнительных коммутатора, две дисперсионные линии задержки, включенные в рециркуляторах каналов между усилителем и коммутатором, первый выход которого связан с входом линии задержки и выходом дополнительного коммутатора, а второйс одним из входов первого фазового детектора, к выходу которого подключен амплитудный селектор, связанный с индикатором, выходы дисперсионных 1линий задержки первого и второго рециркуляторов соединены соответственно с первым и вторым входами вычитателя и сумматора, выход которого связан с одним входом второго фазового детектора, второй вход которого через фазовращатель подключен к выходу вычитателя, а выход - через пороговый элемент к первому входу элемента управления, второй вход которого соединен с выходом амплитудного детектора, первые выходы соединены с управляющими входами коммутатороврециркуляторов, вторые - с управляющими входами дополнительных коммутаторов, входы которых являются входамифазометра, а вход амплитудного детектора подключен к вьходу дисперсионной линии задержки второго рециркулятора.На чертеже представлена блок-схемапредлагаемого устройства.Фазометр содержит два рециркулятора радиоимпульсов, подключенных через коммутаторы 1 к входам фазовогодетектора 2, выход которого связан 10с входом амплитудного селектора 3,соединенного с индикатором 4. Каядыйрециркулятор радиоимпульсов выполнениз последовательно включенной линии5 задержки, усилителя 6, дисперсионной линии 7 задержки и коммутатора 1первый выход которого связан с выходом коммутатора 8 и входом линии 5задержки. а второй - с выходом фазового детектора 2. Выходы дисперсионных линий 7 задержки первого и второго рециркуляторов соединены соответственно с первым и вторым входами вычитателя 9 и сумматора 1 ж, выход которого связан с одним входом второго 25фазового детектора 11, второй входкоторого через фазовращатель 12 подключен к выходу вычитателя 9, а выходы - через пороговый элемент 13 кпервому входу элемента 14 управления,З 0первые выходы которого соединены суправляющими входами коммутаторов 1,вторые - с управляющими входами коммутаторов 8, входы которых являютсявходами фазометра, и второй вход элемента 4 управления связан с выходомамплитудного детектора 15, вход которого подключен к выходу дисперсионной линии 7 задержки второго рециркулятора. 40Устройство работает следующим образом,На входы устройства йоступают нерекрывающиеся по спектру и во временисигналы45 0= Е О; 511 (Я;ф (2)=1 01 = Е 0 А)51 И(Я-Ч 1(2у 50 где 0; Й,И;, (, - амплитуда, частота ,и фазовый сдвиг -го сигнала,В общем случае, на открытом (свободном от налоЖений) участке первого из 55 наложенных радиоимпульсов коммутаторы 8 как и при воздействии неналоженных сигналов находятся в открытом состоянии и измеряемые сигналы поступают на рециркуляторы, Поскольку рециркуляторы должны быть идентичными (т.е. иметь одинаковые коэффициенты передачи), в, случае воздействия одного сигнала можно не учитывать изменения амплитуды и постоянные фазовые сдвиги в них. При этом на входы сумматора 1 ж и вычитателя 9 поступа-, ют сигналыНа выходах вычитателя 9 сумматора10 формируются сигналы10 .0(Ц 5 пи,1 Ю,)21 5 и(ы,1.ц,111=Ц(ЦС 05 Я,1 51 П Щ, (2,01 О =ООЙйы 1 Ф М 2) 5 фв(с,1-с 1(2 Я:=20,5 и Сд 1 с 05 4,(2.Фазовращатель 12 сдвигает фазу разоностного сигнала Б 9 на 90. Таким образом, на входы фазового детектора 11 в этом случае поступают синфазные напряжения с амплитудами, пропорциональными фазовому сдвигу, Так как вход-. ные напряжения имеют нулевой фазовый сдвиг; на выходе фазового детектора 11 отсутствует напряжение (при синусоидальной дискриминационной характеристике), величина которого должна соответствовать фазовому сдвигу сигналов на выходе. Некоторые колебания вокруг нуля выходного напряжения фазового детектора 11 могут быть вызваны шумами, однако уровень этих коле" баний не должен превышать уровня устанавливаемого порогом порогового элемента 13, Амплитудным детектором 15 выделяется огибающая сигналов в рециркуляторах. Элементом 14 управления по тактирующему сигналу амплитудного детектора 15, означающему нали-чие сигналов в панный момент времени, в рециркуляторах оценивается сигнал на выходе порогового элемента 13, в соответствии с которым производится переключение коммутаторов 1 и 8, При наличии лишь одного сигнала на входах фазометра на выходе фазового детектора 1. и, следовательно порогового элемента 13 отсутствуют напряжения, и по сигналу элемента 14 управления коммутаторы 8 открыты, а коммутаторы 1 пропускают сигнал непосредственно1114973 циркуляторах полностью не разрешаются по времени. При этом на входы фазового детектора 2 поступают последовательности импульсов разной час(тоты 08, Иу ,фаэовые сдвиги между ко торыми равны измеряемым фазовым сдвигам входных наложенных сигналов, так как сигналы одинаковых частот претерпевают одинаковые преобразования в рециркуляторах каналов. После оконча ния цикла измерений (прекращения цирк 1 ляций) весь процесс, начиная с переключения коммутаторов 8, повторяет. - ся снова. Амплитудным селектором 3 из последовательности импульсов постоянного тока 0 , образующейся на выходе фазового детектора 2, выделяются последовательности импульсов одинаковых амплитуд, которые поступают на многозначный индикатор 4. Инди: - 20 катоо 4 проградуированный как обычно, в единицах измерения фазового сдвига, индицирует измеренные разности фаэ по каждому из наложенщ(х сигналов. 25Элемент 14 управления может быть выполнен на основе простейших тактируемых триггерных схем в соответствии с описанным апгоритмом, Амплитудный селектор 3 представляет собой сравни-зо вающее накопительное логическое устройство и выполняется традиционнымобразом по известным схемам. Сигналына входах фазовых детекторов согласно алгоритму функционирования устройства, должны претерпевать нормировкупо амплитуде. Все входящие в устройство узлы являются стандартными элементами радиоаппаратуры и не требуюторигинального выполнения, Введениев известный фазометр амплитудного селектора 3, индикатора 4, сумматора10, вычитателя 9, дополнительногофазового детектора 11, элемента 14управления, дополнительных коммутаторов 8 и дисперсионных линий 7 позволило расширить частотный диапазонизмеряемых сигналов, исключить методические. динамичские погрешности ипогрешности квантования, и повыситьточность измерений до(1 Х) фазовыхсдвигов наложенных во временной испектральной областях сигналов. При этом исключается влияние наложений на измеряемый фазовый сдвиг,что гарантирует высокую точность измерений. Это имеет важное значениев технике фазовых измерений в навигации, радиотехнических системах передачи информации, контрольно-измерительных комплексах,Заказ 6763/31 ираж 710Подписное ал ППП "Патент", город, ул. Проектная