Способ измерения малых изменений разности фаз и устройство для его осуществления

, 132 9 А 1 С 504 001 К 25 ГОСУДАРСТВЕННЧЙ КОМИТЕТ СССРПО ДЕЛАМ ИЗОБРЕТЕНИЙ И ОТКРЬТИЙ ОПИСАНИЕ ОБРЕТЕНИЯ ТЕЛ ЬСТВ разности фаз СВЧ-сигналов. В устройстве, реализующем способ, на входы щелевого моста 2 подают СВЧ-сигналы, изменение разности фаэ которых измеряют. На пути одного из этих сигналов включен регулируемый фаэовращатель 1 для установки начальной фазы, где имеет место максимальный коэффициент умножения изменения разности фаз. Смешаннь 1 е сигналы модулируют с помощью модулятора 3 и 4 импульсным управляющим напряжением определенной скважности, смещенным по фазел(71) Институт радники АН АрмССРлектрои Г. А, Пирумян88. 8)и др. ПолСВЧ-диапномическаетоды, Ерс. 25,етель яризационаз она.я аппараеван,ство СССР 7/28, 1971, а -- . Затем си 2 дают на сумматор 5, на вход квадратичног затем на вход избир ля 7. Значение измер чают на выходе фазом же также показаны зад 10 и удвоитель 9 час спечивает увеличение ти и повьппение точно ЗМЕРЕНИЯ МАЛЫХ ИЗМЕНЕНИИИ УСТРОЙСТВО ДЛЯ ЕГО ие относит к области использонных сис- ысокоточи можроения и еленгаторов, в одстройки част кже в системах ет быть эффект чувствительноссти измерения мати фаэ. 2 с,п. оты генегде не- енения лых изменений разноф-лы, 3 ил. ять малые из(54) СПОСОБ И РАЗНОСТИ ФАЗ ОСУЩЕСТВЛЕНИЯ (57) Изобрете СВЧ-измерений вано для пост тем фазовых п ной фазовой п раторов, а та обходимо изме алы суммируют н поа с его выход;,о детектора б и ательного усилитеенных фаэ полуетра 8. На череающий генератор тоты. Способ обе"Изобретение относится к областиСВЧ-измерений и может бьггь использовано для построения эффективныхсистем фазовых пеленгаторонр длявысокоточной Фазоной подстройкичастоты генераторов, а также .з системах, где необходимо измерять малыеизменения разности Фаз СВЧ-сигналов.Цель изобретения - увеличение чувствительности и повышение точностиизмерения малых изменений разностиФаз,На Фиг.представлены диагракырпоясняющие временные соотношениямежду входными сигналамн и результируюпня сигналом на выходе сумматора;на Фиг. 2 - соотношения между коэффициентом умножения разности фазК и величиной разности фаэ 1)), --ц ; на фиг, 3 - блок-схема устройства, реализующего способ,Предлагаемый способ осуществляютследующим образом.Пусть сигналы, изменение разностиФаз, которых подлежат измерению, рав сйЬ ц,1 ,)(я равд)Е Е,е и ф" Егетгде Е; р Ерр Ц рЧ),р Ы - соответственно амплитуды, начальныефазы и частота этихсигналов,После смешивания сигналы равны12, 2(Е -1 Е ) и - - (Е -1 Е ),2 2 2Модуляция этих смешанных сигналон производится импульсными напряженияф) ми р смещенными по Фазе на -. - , После модуляции сигналы принимают следующий видД-=-Г (с) (Е -3 Е- -й (Е) (Е -3 Е )2" 2где Г Г, - законы модуляции сигнала,Сумма промодулиронанных сигналовЕ =; Е, ) Г, -ЗЕ,)+Е, К,-1 Е, ).Иа выходе квадратичного детекторанапряжение сигнала следующее,", Ц:) ЕЯгде К; - параметр, зависящий от квадратичного детектора, оФ 1 ЕХе Г ЕОг=. ---- - созд+ш зп 0 е н ш +) де ОЦ) + Ц,ш "= сг Г 23 рМ- коэффициент усиленияусилителя.О Таким образом, на низкой частотеполучают значение ФазыР = агсед(шйЕВ).Коэффициент умножения изменения15 разности Фаз3 й,ьсоь а +ш з 1 п 8Следовательно, коэффициент умножения разности Фаз не зависит от амплитуд СВЧ-сигналов, а желаемую величину коэффициента Кр можно получитьлишь изменением скнажности управляющих импульсон, Максимальное значениекоэффициента умножения, равное ш,получается при значениях Р близких к0 или 180График Функции умножения Ке приведен для трех значений ш (фиг, 2).При максимальном значении коэффициента умножения амплитуда сигналаш+уменьшается враз относитель 2гно линеиного Фазометра, вместо ш раэ,н лучшем случае, в известном способе, т,е. чувствительность реализуемого предлагаемым способом устройстнавыше,Таким образом, для реализациипредлагаемого способа следует изменить в известном устройстве СВЧ-частьи вид модуляции.Устройство, реализующее способ(фиг, 3), содержит Фазонращатепь 1,соединенный с одним из входов щеленого моста 2, выходы которого через модуляторы 3 и 4 соединены с входамисумматора 5, к ньмоду которого подключен квадратичный детектор б. Выходдетектора 6 через избирательный усилитель 7 соединен с одним из входовфазометра 8, другой вход которого р 5 через удвоитель частоты 9 соединенс выходом задающего генератора 10.Вьмод задающего генератора также присоецинен с входу Формиронателяуправляющих импульсов, вьмоды которо 1322179го соединены с управляющими входами модуляторов 3 и 4.Устройство работает следующим образом.На входы щелевого моста 2 подаются СВЧ-сигналы, измение разности фаз которых подлежит измерению. На пути одного иэ этих сигналов установлен регулируемый фаэовращатель 1 для установки начальной фазы, где Ю имеет место максимальное значение коэффициента умножения изменения разности фаз, Смешанные сигналы на выходе щелевого моста модулируются с помощью модуляторов 3 и 4 импульсны ми управляющими напряжениями определенной скважности, смещенными по фазе на в в , Промодулированные таким2образом сигналы суммируются суммато ром 5 и подаются на вход квадратичного детектора 6, Продетектированный сигнал подается на вход избирательного усилителя 7, настроенного на удвоенную модулирующую частоту, НЧ-сигнал с выхода избирательного усилителя 7 и НЧ-сигнал, сформированный задающим генератором 10 с помощью удво" ителя частоты 9, подаются на входы НЧ-фазометра 8. На выходе фазометра 3 О получают значение фазы, равноеФ = агсй 8(ш 183),где 3 =Ч,- Ц,;ш " параметр, зависящий от скваженности управляющих импульсов, которые формируются спомощью формирователя 11.оПри значениях 3 = 0 и 180 получается максимальный коэффициент умно-,О жения изменения разности фаз, равный ш.Формула изобретенияСпособ измерения малых изменений разности фаз, заключающийся в том, что один входной сигнал смещаюто по фазе относительно другого на 90 и смешивают, полученные смешанные сигналы модулируют, выделяют низкочастотный спектр сигнала и измеряют фа" зовый сдвиг сигналов, о т л и ч а.ю щ и йс я тем, что, с целью увеличения чувствительности и повышения точности измерений, образование смешанных сигналов производят путем сложения половины одного сигнала с половиной другого, смещенного на 90 по фазе, модулирование полученных сигналов производят низкочастотными импульсами переменной скважности, смещенными относительно друг друга на й/2, а результирующий сигнал с умноженной разностью фаэ получают суммированием огибающей промодулированных сигналов.2, Устройство для измерения малых изменений разности фаз, содержащее фазовращатель, квадратичный детектор, выход которого через избирательный усилитель соединен с первым входом фазометра, второй вход которого через удвоитель частоты соединен с первым выходом задающего генератора, о т - л и ч а ю щ е е с я тем, что, с целью увеличения чувствительности и повышения точности измерений, в него введены два модулятора, сумматор я щелевой мост, а также формирователь управляющих импульсов, вход которого соединен с вторым выходом задающего генератора, при этом первый вход щелезого моста соединен через фазовращатель с шиной первого входного сиг" нала, шина второго входного сигнала подключена к второму входу щелевого моста, первый и второй выходы которого соответственно через первый и второй модуляторы соединены с вхо" дами сумматора, выход которого соединен с входом квадратичного детектора, а первый и второй выходы формирователя управляющих импульсов соединены с управляющими входами первого и второго модуляторов.1322179 СоставительТехред Л. 0 едактор М. Бланар ак Производственно-полиграфическое предприятие, г, Ужгород, ул. Проектная,858/40 Тираж 730ВНИИПИ Государственногопо делам изобретений13035, Москва, Ж, Рауш Шубиннык Корректор А. ЗимокосовЮ ырраи юавааюю Подписноекомитета СССРи открытийская наб., д, 4/5