Измеритель фазы сигналов

(71) Томский институт авт иэирофоне 978,синхронизации ОСУДАРСТ 8 ЕННЫЙ НОМИТЕТПО ИЗОБРЕТЕНИЯМ И ОТНРЫТИЯМПРИ ГКНТ СССР ванных систем управления и радиоэлектроники(54) ИЗИЕРИТЕЛЪ ФАЗЫ СИГНАЛОВ(57) Изобретение относится к фаэоизмерительной технике и может быть использовано при измерении Фазы радиосигнала с быстро изменяющейся амплитудой, Использование такого измерителя фазы сигналов наиболее эффективно для оценки фазы высокочастотногоколебания сложной формы с малым количеством периодов высокочастотного колебания н импульсе. С целью повышения точности измерения фазы радиосигналон эа счет исключения влияния быстрого изменения амплитуды радиоимпульса на результат определения фазы радиосигнала в измеритель фазывведен делитель 4 и блок 9 управлениякоэффициентом деления таким образом,что к входу измерителя подключеныобъединенные первые входы перемножителей 1 и 6, другие входы которых соединения с генератором 8 копии сигналов,а выходы через интеграторы 2 и 7 - свходами вычислителя 3 отношения. Выход последнего через делитель 4 соединен с вычислителем 5 арктангенса,выход которого является ныходом измерителя, а другой вход делителя 4 подключен к блоку 9 управления, два нхода которого соединены с выходами генератора 8 копии сигналов, а третийвход блока 9 управления и вторые входы интеграторов 2 и 7 соединены снходом синхронизации измерителя1 з,п,ф-лы, 3 ил .1506379 30 Изобретение относится к фазоиэмерительной технике и может быть использовано при измерении фазы радиосигнала с быстро изменяющейся амплитудой,Цель изобретения - повышение точности измерения фазы радиосигнала сбыстро изменяющейся амплитудой.На фиг. представлена структурная 10схема измерителя; на фиг.2 - структурная схема генератора копии сигналов; на фиг.3 - структурная схемаблока управления коэффициентом деления,15Измеритель содержит подключенныек входу измерителя последовательносоединенные первый перемножительпервый интегратор 2, первый вычислитель 3 отношения, делитель 4, вычислитель 5 арктангенса, выход которого янляется выходом измерителя иподключенные к входу измерителя .последователЬно соединенные второй пере 25множитель 6 и второй интегратор 7,ныходом подключенный к второму входу вычислителя 3 отношения, а вторыевходы перемножителей 1 и 6 .подключены соответственно к первому и второму выходам генератора 8 копии сигналов, нторой вход делителя 4 подключен к выходу блока 9 управления коэффициентом деления, первый и второйвходы которого подключены к третьемуи четвертому выходам генератора 8,копии сигнала, а к входу синхронизации измерителя подключены нторые входы интеграторов 2 и 7, и третий входблока 9 управления коэффициентом деления.Генератор копии сигналов (фиг.2)содержит генератор 10 модулируемогосигнала, генератор 11 1 чодулирующегосигнала, выход которого соединен спервыми входами модуляторов 12 и 13, 45вторые выходы которых соединены соответственно с первым и вторым выходами генератора 1 О модулируемогосигнала, выходы модуляторов являютсявыходами генератора копии сигнала, 50Блок 9 управления коэффициентомделения (фиг.3) содержит последовательно-соединенные умножитель 14частоты на два, перемножитель 15,интегратор 16, вычитатель 17 и дополнительный вычислитель 18 отношения,а также последовательно соединенныекнадватор 19 и интегратор 20, Выход интегратора 16 соединен с вторым входом сумматора 21, первый вход которого соединен с первым входом вычитателя 17, а выход - с вторым входом дополнительного вычислителя 18 отношения, выход которого является выходом блока 9, выход квадратора 19 соединен с вторым входом перемножителя 15, синхронизирующий вход блока 9 соединен с синхронизирующими входами интеграторов 16 и 20.Измеритель работает следующим образом,На вход измерителя поступает сигнал, фазу г которого следует определить, С приходом сигнала "Пуск", подаваемого на вход синхронизации измерителя, производится обнуление интеграторон 2,1,16 и 20.На первые входы перемножителей 1 и 6 поступает сигнал нидаБ = Рсоя(ыс- Р ), (1) где Р(г.) = 13, соя 1 гд .На вторые входы перемножителей 1 и 6 с выходов 22 и 23 генератора 8 копии сигналов поступают сигналы соотнетстненноУВ 1 (1) = Р(С) я 1 пЯ СВвП 8 г = Р соя я йгде Р = У сов 1 гА 1, 1 с 1,Напряжения на выходах интеграторов 2 и 7 к моменту времени= Т достигают величины соответственнот 2121Вс = А =В сов)Овсов(ыс+х) хтХх сояИ й Й 1; (2)1г1506379 На выходе вычислитсля 3 отношенияформируется си( цал, пропорциональный1 оотношсцию полученнь(х си(наловА11 == дК (5) 5гдесоя 3 сд С (1-соя 2 идстя,(6)соя 3 у. (1+соя 2 сд)д(: 10т(2 Сигнал Ьэ поступает ца первый вход делителя 7(, на второй вход которого поступает кодовый сигнал К с блока 9 управления коэффициентом деле .15 ния, причем формирование кода осуществляется в вычислителе 18,На выходе делителя 4 формируется сигнал пропорциональныйЦ 7 2 с( т(211,ь(С) = К 11соя 1 гг. спя 2 и 1:д. 5)Полагая, что К, = 1(= 1, получаютца выходе сумматора 21 сигнал вида25- агссц 114 с 1,(8) х Зж соя 2 ск 1 с 1 с, (16) 30Аналогично на выходе вычитателя 17 формируетсягнал Т(2 т(г 2 .1-(,7 = К 11 соя 3 И 1 с 1 С 35 г( г- К,Н, с.ях-т(г х 3 ус соя 2 уИ 1:,(7) На первый входношения поступает е 1 о второй вход - тельно, на выходе формируется сигнал 45К 2 Кз= 1 равен вычислителя 18 отсигнал Гг а цасигнал Пп, следова 26 вычислителя 18 который цри-т (2 -т(г Таким образом, на выходе измерителя получается несмещенная оценка фазы ( исходного колебания, СледоваФ55 тельно введение в измеритель делителя и блока управления коэффициентом деления позволяет исключить составляющую погрешности измерения фазы, обусаЧ Кц =-- = тц(.1ф(7) который поступает на вычислитель 5 арктацгенса, на выходе. которого формируется сигнал оценки Фазь( Блок 9 (Фиг,З) управления коэффициентом деления работает следующим образом, На вход 24 квадратора 19 с третьего выхода генератора 8 копии сигналсв поступает сигнал видаП (с) = Г(г.) = 11 соя 1(,1(- (9) на выходе генератора 19 формируетсясигнал 211, (с) = К,11 соя 3 ЬЭ, (10) где К, - коэФФициент передачи квадратораЭтот сигнал постугает ца интегратор 20, ца выходе которого формируется сигнал На вход 25 умцожителя 1 ч частоты ца дца с четвертого выхода (енераторз 8 копии сигналов поступает сигнал13, = сояЫс, (12)На выходе умцожителя 14 частоты на два формируется сигнал 13, = К, соя 2 (,7 с, (13)который йоступает на первый вход перемножителя 15. На второй вход перемцожителя 15 поступает сигнал 1(,тНа выходе перемцожителя 15 формируется сигнал КК 2 Кз 1(,соя 1 И соя 2(д(:, (122который поступает на вход интегратора 16, ца выходе которого формируется сигнал Т(2 т(2-Т(7. - т(г ловленную быстрым измснеш(ем ямплтуды радиосигнала, перцсд которого ра" вец нескольким периодам исходного колебанияНапример, для сигнала, описываемого выражением (1), если Г) - соя 1(3, а 3 = 0,25, погрешностьопределения фазыотеле равна: 3предлагаемом этагрешности близка в известном измерив то время, как всоставляющая пок нулю. Формул а изобретения 1, Измеритель фазы сигналов, со- держащий подключенные к входу измерителя последовательно соединенные первый перемножитель, первый интегратор, вычислитель отношения, а между входом измерителя и вторым входом вычислителя отношения включены последовательно соединенные второй пере- множитель и второй интегратор, вторые входы первого и второго перемножителей подсоединены соответственно к первому и второму выходам генерато О ра копии сигналов, вторые входы первого и второго интеграторов подсоединены к входу синхронизации измерителя, а также содержащий вычислитель арктангенса, выход которого является 25 выходом измерителя, о т л и ч а ю - щ и й с я тем, что, с целью повышения точности измерения фазы радиосигЭнала с быстро изменяющейся амплитудой, введены делитель и блок управле О ния коэффициентом деления, причем первый вход делителя соединен с выходом вычислителя отношения, второй вход - с выходом блока управления коэффициентом деления, а выход делителя соедице с входом вычислителяарктангецса, первый и второй входыблока управления коэффициентом деления соединены с третьим и четвертымвыходами генератора копии сигналов,а третий вход - с входами синхронизации измерителя,2, Измеритель по п,1, о т л ич а ю щ и й с я тем, что блок управления коэффициентом деления содержит последовательно соединенныеумцожитель частоты на два, третийперемножитель, третий интегратор, вычитатель и дополнительный нычислитель отношения, причем вход умножителя является первым входом блока управления коэффициентом деления, а выход дополнительного вычислителяотношения является выходом указанного блока управления, а между вторым входом блока управления и вторым входом дополнительного вычислителя отношения подключены последовательносоединенные квадратор, четвертый интегратор и сумматор, причем выход квадратора соединен с вторым входом третьего перемножителя, а третий вход блока управления соединен с вторыми объединенными входами третьего и четвертого интеграторов, при этом выход третье о интегратора соединен с вторым входом сумматора, а выход четвертого интегратора - с вторым входом вычитателя,1506379 Составитель Ю,Макаревичоэориэ Техред М.Ходанич Корректор В.Кабаций Редакто 714 одписн ГКНТ СССР зводственно-издательский комбинат "Патент", г,. Уж ул. Гагарина,Заказ 5431/47 ТиражВНИИПИ Государственного коми.113035, Моск ета по изобретениям и открытия а, Ж, Раушская наб., д. 4/5