Устройство для измерения фазовых характеристик четырехполюсника

Изобретение относится к Фазоизмерительной технике и предназначено для измерения полных Фазовых сдвигов четырехполюсников.Целью изобретения является повышение быстродействия фазометра за счет одновременного измерения набега по Фазе и угла, дополняющего набег до полного фазового сдвига. 10На фиг,1 представлена структурная схема устройства для измерения фазовых характеристик четырехполюсников; на фиг.2 - временные диаграммы, поясняющие работу устройства.Устройство содержит задающий генератор 1, модулятор 2, делитель 3 частоты, формирователь М импульсов, усилитель-ограничитель 5, фазочувствительиый блок б, триггер 7 знака .Фа зы, усилитель-ограничитель. 8, индикатор 9 текущего значения набега фазы, .,индикатор 1 О знака Фазы, исследуемый четырехполюсник 11, амплитудный детектор 12, элемент 13 совпадения, 25 триггер 11, амплитудный детектор 15, Формирователь 1 б импульсов, ключ 17, счетчик 18 импульсов, Формирователь 19 импульсов, .Формирователь 20 времени индикации, одновибратор 21, ин- З 0 дикатор 22 целого числа периодов, шины 23 и 24, между которыми включается исследуемыйй иетырехполюсник 11, причем первый вход задающего генератора 1 соединен с первым входом модулятора 2, второй вход которого соединен с выходом делителя 3 частоты, вход последнего соединен через формирователь 1 импульсов с вторым входом задающего генератора 1,выход модулятора 2 соединен с входомусилителя-ограничителя 5, входомамплитудного детектора 12 и входомисследуемого четырехполюсника 11,выход которого соединен с входом усилителя-ограничителя 8 и входом амплитудного детектора 15, выходы первого 5 и второго 8 усилителей"ограничителей соединены соответственно с первым и вторым входами фазочувствительного блока 6 и первым и вторым входами триггера 7 знака фазы, два выхода которого соединены с индикатором 10 знака фазы, выход Фазочувствительного блока 6 соединен с индикатором 9 текущего значения набе 55 га Фазы, выходы амплитудных детекторов 12 и 15 соответственно через формирователи 16 и 19 импульсов Соединены с первым и вторым входами триггера 1 Й и первым и вторым входамиэлемента 13 совпадения, выход формирователя 16 импульсов соединен такжес входом формирователя 20 временииндикации и вторым входом ключа 7,первый вход которого соединен с выходом триггера 14, а ее третий входсоединен с первым выходом формирователя 20 времени индикации, второйвыход которого соединен с входом одновибратора 21, выход одновибратора21 соединен с входом "Сброс" счетчика 18 импульсов, счетный вход последнего соединен с выходом усилителя-ограничителя 5 и четвертым входомключа 17, пятый вход которого соединен с выходом элемента 13 совпадения,а выход ключа 17 соединен с управляющим входом счетчика 18 импульсов, выход последнего соединен с индикатором22 целого числа периодов. Устройство работает следующим образом.Сигнал измерительной частоты задающего генератора 1 модулируется по амплитуде в модуляторе 2 напряжения прямоугольных импульсов, сформи-, рованных в формирователе 4 импульсов (фиг,2 а), частота следования которых уменьшена в целое число раз делителем 3 частоты (фиг.2 б). Сформированный таким образом амплитудно-манипулированный измерительный сигнал с активной паузой поступает на вход исследуемого четырехполюсника1 (фиг,2 в). Вносимый исследуемым четырехполюсником 11 полный фазовый сдвиг,о который может превышать 360 , измеряется одновременно на несущей и огибающей частотах, Сигнал несущей частоты с активной паузой с входа и выхода четырехполюсника 11 подается на усилители-ограничители 5 и 8, где происходит выделение несущей частоты и преобразование в последовательность прямоугольных импульсов. Прямоугольные импульсы с выходов усилителей-ограничителей 5 и О поступают на два входа фазочувствительного блока 6, на выходе которого сиг. нал, пропорциональный фазовому сдвигу, Фиксируется индикатором 9 текущего значения набега фазы. Для определения знака разности Фаз опорный и измерительный сигналы с выходов усилителей-ограничителей 5 и 8 (прямо,=360+ Р,. 45 50 55 5 1 г 5 угольные импульсы) поступают на два - входа триггера 7 знака фазы.Выходные сигналы с триггера 7 зна/ ка фазы подаются на два входа индикатора 10 знака фазы, где индицируется отставание или опережение фазы напряжения несущей частоты.Для измерения набега по фазе в цифровой форме в виде целого числа периодов сигнала несущей частоты измерительный сигнал со входа (фиг.2 в) и выхода (фиг,2 г) четырехполюсника 11 подается на амплитудные детекторы 12 и 15 соответственно, на выходах которых выделяются огибающие частоты, поступающие на входы формирователей 16 и 19 импуль- сов (фиг.2 д), С выходов формирователей 16 и 19 импульсов (фиг.2 е) сигналы огибающей частоты подаются на два входа триггера 1 ч и на два входа элемента 13 совпадения. Сигнал на выходе триггера 11 (Фиг.2 ж) пропорционален фазовому сдвигу по огибающей частоте и является управляющим для первого входа ключа 17. Длительность импульса сигнала определяет время, в течение которого производится измерение набега по фазе в виде целого числа периодов несущей частоты. Временной интервал, в течение которого разрешено измерение в одном цикле, тоже равен длительности импульса входного сигнала исследуемого четырехполюсника 11 1(на выходе формирователя 16 импульсов). Сигнал управления с выхода формирователя 16 импульсов (фиг,2 з) подается на второй вход ключа 17 и на вход Формирователя 20 времени индикации,предназначенного для Формирования временного интервала, в течение которого происходит индикация набегов по фазе в виде целого числа периодов измерительной частоты.В схемном решении это одновибратор, длительность импульсов которого несколько больше полупериода модулирующегосигнала на самой низкой несущейчастоте полосы пропускания исследуемого четырехполюсника 11. Предполагается, что коэффициент деления делителя 3 несущей частоты в этом случае взят максимальный. С первого выхода Формирователя 20 времени индикации (Фиг.2 и) сигнал поступает на третий вход ключа 17, а с второго выхода формирователя 20 времени индикации 5 10 15 20 25 30 35 40 сигнал (фиг.2 и) подается на вход од"новибратора 21, где формируется импульс сброса (Фиг.2 к) счетчика 8импульсов в нулевое состояние послеокончания времени счета импульсов,соответствующих целому числу периодов несущей частоты, и поступающихна счетный вход счетчика 18 импульсов с выхода усилителя-ограничителя5, одновременно эти же импульсы поступают на четвертый вход ключа 17.1С выхода ключа 17, если есть разрешения на первых, четвертых еговходах, сигнал (Фиг.2 м) поступаетна управляющий вход счетчика 18 импульсов, сосчитанные им импульсыпоступают на вход индикатора 22 целого числа периодов несущей частоты(фиг.2 н),Выходной сигнал элемента 13 совпа"дения (фиг.2 л) собран на логическомэлементе 2 И-НЕ, поступает на пятый(запрещающий) вход ключа 17 для устранения ложного срабатывания ключа17 в случае появления погрешности отгистерезиса триггера 1 ч при измеряемом фазовом сдвиге, равном 20 п, гдеп=0, 1, 2, 3Полный фазовый сдвиг определяетсякак алгебраическая сумма показанийцифрового индикатора 22 набега фазыи показаний индикатора 9 фазы, дополняющего набег до полного фазовогосдвига, с учетом особенностей градуировки последнего. Знак алгебраической суммы показывает индикатор 10знака Фазы, Окала индикатора фазыдо 360 (т.е, шкала индикатора 9 фазы, дополняющего набег до полногофазового сдвига) градуирована в значениях В устройстве измерения фазовых характеристик четырехполюсника сокращается время проведения измерений. Это достигается за счет одновременного проведения измерений для получения информации о полном фазовом сдвиге на несущей частоте и на огибающей, При этом любая точка фазочастотной характеристики четырехполюсника может быть определена однозначно путем однократного измерения на данной частоте, независимо от предыдущих точек.Формула изобретения Устройство для измерения фазовых характеристик цетырехполюсника, содержащее задающий генератор, модулятор, делитель частоты, два амплитудных детектора, выходы которых соединены соответственно с входами первого и второго Формирователей, и ключ, причем выход задающего генератора соединен с первым входом модулятора, второй вход которого соединен с выходом делителя частоты, вход первого амплитудного детектора соединен с выходом модулятора и входной шиной исследуемого цетырехполюсника, выходная шина которого соединена с входом второго амплитудного детектора, о т л и ц а ю щ е. е с я тем, цто, с целью повышения быстоодействия Фазометра за счет одновременного измерения набега по Фазе и ,угла дополняющего набег до полного ,Фазового сдвига, он снабжен двумя усилителями-ограничителями, фазоцувствительным блоком, двумя триггерами, индикатором текущего значения набега фазы, индикатором знака Фазы, третьим Формирователем импульсов, элементом совпадения, Формирователем времени индикации, одновибратором, счетчиком импульсов, индикатором целого числа периодов, причем вход делителя цастоты соединен с выходом задающего генератора церез третий Формирователь импульсов, вход первого усилителя-ограничителя соединенс выходом модулятора, а вход второгоусилителя-ограничителя соединен свходом второго амплитудного детектора, выходы первого и второго усилителей-ограничителей соединены соответственно с первым и вторым. входамиФазочувствительного блока и первыми вторым входами первого триггера,два выхода которого соединены с вхо"дами индикаторов знака фазы, а выходФазоцувствительного блока соединенс индикатором текущего значения набега Фазы, выходы первого и второгоформирователей импульсов соединеныс первым и вторым, входами второготриггера и первым и вторым входамиэлемента совпадения, выход первогоФормирователя импульсов соединен также с входом формирователя временииндикации и входом клюца, второй входкоторого соединен с выходом триггера, а третий вход соединен с первым 25 выходом Формирователя времени индикации, второй выход которого соединенс входом одновибратора, выход одновибратора соединен с входом "Оброс"сцетцика импульсов, счетный вход последнего соединен с выходом первогоусилителя-ограничителя и четвертымвходом ключа, пятый вход которого соединен с выходом элемента совпадения,а выход ключа соединен с управляющим входом счетчика импульсов, выходкоторого соединен с индикатором целого числа периодов.155930 б Составитель И.КатановЛазаренко Техред Л.Сердюкова ектор Н, Ревска едак Тираж 513 Зака Нодписно НИИПИ Госу при ГКНТ СССР Производственно-издательский комбинат "Патент", г. Ужгород, ул, Гагарина, 10 ственного комитета по изобр 113035, Москва, Ж, Рауш ениям и открытия кая наб., д. 4/5