Устройство измерения разности фаз двух сигналов

-21 юл. й 3 и А,Б.088.8) злов ьство СССР /00, 1973. тво СССР 5/00, 1981 етел К 25 идетел С 01 К ИЗИЕРЕОВе можетрения ртухания ИЯ РАЗНОСТИ ть испольности фаз и вух когерен ГОСУДАРСТВЕННЫЙ КОМИТЕТ ССС по ДелАм изОБРетений иотнРыт ТОРСКОМУ СВИДЕТЕЛЬС(54) УСТРОЙСТВОФАЗ ДВУХ СИГНАЛ(57) Изобретенизовано для измкоэффициента з ных сигналов, Цель изобретения - повьппение точности измерения коэффициента затухания и фазового сдвига,Устройство содержит генератор 1 сверхвысокой частоты, генератор 3 прямоугольных импульсов, фазовые коммутаторы 4 и 7, делитель 5 частоты надва, квадратичный детектор 14 и усилитель 15 промежуточной частоты. Введение фазовых коммутаторов 8 и 11,делителей 6, 9, 10 и 13 частоты надва, сумматора 12, измерителя 16 уровня сигнала, измерителя 17 разностифаз уменьшает влияние паразитной амплитудной модуляции при обработкесигнала. 1 ил.Изобретение относится к измерительной технике и может быть использовано для измерения разности фаз икоэффициента затухания двух когерентных сигналов, а также в составе комплекса для снятия АФР антенн,Цель изобретения - повышение точности измерения коэффициента затухания и фаэового сдвига путем уменьшения влияния паразитной амплитудноймодуляции при обработке сигнала.На чертеже представлена структурная схема предлагаемого устройства.Устройство состоит из генератора 1сверхвысокой частоты, исследуемогочетырехполюсника 2, генератора 3 прямоугольных импульсов, коммутатора 4,двух делителей 5 и 6 частоты на два,второго коммутатора 7, третьего коммутатора 8, третьего 9 и четвертого10 делителей частоты, четвертого коммутатора 11, сумматора 12, пятогоделителя 13 частоты, квадратичногодетектора 14, усилителя 15 .промежуточной частоты, измерителя 16 уровнясигнала и измерителя 17 разности фаэ. При этом генератор 1 сверхвысокой частоты подключен через исследуемый четырехполюсник к входу первого коммутатора 4, вход третьего коммутатора 8 соединен с генератором 1 сверхвысокой частоты. Выход первого коммутатора 4 через второй коммутатор 7 под ключен к первому входу сумматора 12, а выход третьего коммутатора 8 через четвертый коммутатор 11 соединен с вторым входом сумматора 12, выход которого через последовательно включенные квадратичный детектор 14 и усилитель 15 промежуточной частоты соединен с входами измерителя 16 уровня и измерителя 17 разности фаз. Генератор 3 прямоугольных импульсов одновременно соединен с входами третьего 9, четвертого 10 и пятого 13 делителей частоты выход третьего делителя 9 частоты соединен с вторым входом второго коммутатора 7 и через первый делитель 5 частоты на два с вторым входом первого коммутатора 4, выход четвертого делителя 10 частоты соединен с вторым входом четвертого коммутатора 11 и через второй делитель 6 частоты на два с вторым входом третьего коммутатора, а выход пятого делителя 13 частоты соединен с вторым входом измерителя 17 разности фаз.Устройство работает следующим образом,Устанавливают коэффициент деленияделителей частоты равным: первого де лителя К, второго С, третьего п. Сигнал на выходе сверхвысоксчастотного генератора 1 описывается выражением Асов и О где И, /2 - несущая частота сигнала генератора 1,Ао - амплитуда сигнала генератора 1. Сигнал на выходе измеряемого че 5 тырехполюсника 2 следующий:з 1 п 2 К 2 й 1КУ к:дГгде ш,индекс паразитной амплитудной манипуляции, вызваннойнеидентичностью коэффициентов передачи при разных фазовых сдвигах коммутатором 4;индекс паразитной амплитудной манипуляции, вызваннойнеидентичностью коэффициентов передачи при разных фазовых сдвигах коммутатором 7,40 45 г8, = - (т.е. коммутатор 4 осущес 50 твляет манипуляцию фазы 1 ксигнала от -- до - )2 2 - неточность установки фазового сдвига О,где ЬО,55 8 = - (т.е. коммутатор 8 осуществляет манипуляцию фазы А,созЪо + Х(1)где Ки ( - коэффициент затуханияи фазовый сдвиг, вноси мые измеряемым четырехполюсником 2.Пройдя первый 4 и второй 7 фазовыекоммутаторы, сигнал на первом входесумматора 12 имеет вид254 1а (г.) = А К (1+ш - ,-- хф о Х ф1 Ъ 54 1х з 1 пКЯ,) ф (1 + шс . - 20,) хг д 1 дд К ЗОх соз у 1 +Ц 1+ (9,+ 68, хгде де - неточность установки ГО сдвига 92- частота сигнала генератора 3прямоугольных импульсов, вы-обирается равной 1 мГц прип = 36 27,777 кГц,20 13,888. кГц,4Сигнал на втором входе сумматора12 имеет вид 1вдп д 20 ) соз х+ (9, +Ь 9 )вдп 2 д 0 Т4 11; 5 Дгде щ 1 - индекс паразитной амплитуд 30ной манипуляции, вызваннойнеидентичностью коэффициентов передачи при разныхсдвигах СВЧ коммутатором 8;вр - то же, только коммутатором11,35дел - неточность установки фазового сдвига 6, фазовым коммутатором 8;д 64 - неточность установки фазового сдвига 62 фаэовым коммутатором 11 при С = 30. 2 й Яг 201- 33 333кГц2 с 2 Сф 2 ф"ф 1 д45- 16,666 кГц.-На выходе сумматора 12 сигнал имеет вида= а (с) + а (й) .2 50На выходе квадратичного детектора 14 выделяется сигнал, пропорциональный /а (.),: а,СС)/ =А КС,С)+ А,С )Д.1 4К=,эЯ1 4 скх вдп дйс (6+де );С.Для дальнейшей росписи приведемряд выкладок. С учетом того, что 45 1 в 1 и пйй) = ядп 8и 50 В,: 4, двдвдв55 4 14Аналогичным образом член - . х1-1,2,5 1 . . 4 " 1х бляди дй г. - , т ядп 2 дйсо=1,3,5г держит составляющую на частоте 16Таким образом, членк:1 З,В х ядпКЯ,Ск:15 Щ- .вдпдо Тт хг1-1,3,9,х ядпд 2 Я С 1,2 2 - 7содержит на частоте в - - составля 2 кющую величины 8/гсов(0, - Я,)1 сов 1 ггс4 1 16- ядпК 20К 1К1262407 10 Выражение (6) при выделении сигна- а индекс паразитной амплитудной модуляции в составляет 7-8 Е. Следовательно, при выводе выражения (10), пренебрежение членами при в, в, ь 8, Ь 645и другими более малыми членами соответствует методическим ошибкам приоизмерении разности фаз 0,6-0,8 и поамплитуде 0,1-0, 15 дБ,Таким образом, предложенное устО ройство позволяет значительно повысить точность измерений как по измерению разности Фаз, так и по измерению коэффициента затухания. 2 -й,ла с частотой- можно записать 2Формула изобретения15 Устройство измерения разности фаз-45 дБ ввиду их малости выражение(9),сворачивается; 4 АК - ,соя Л, -Д,)Т + ск, (10) 8 Рассмотрим первый и второй членывыражения (4):ЗО А кс (е)+А к с Ы= О 2 о. Йкоторая выделяется усилите 2 к флем 15.Видно, что выражение (11) не содержит сигнала с частотой в в в в , сле 2 Гдовательно, на выходе усилителя 15 выделяется сигнал (10). Иг 45Делитель 13 частоты (на К):2 йК 0 й-я,= --- при К = 360 тогда 2 иУ й- 2,777 кГц = 2,7777 кГц,2 г - Й,50 2 Г При применении в качестве фазовых манипуляторов управляемых дискретныхо 55 фазовращателей с секциями 0-180О0-90 ошибки установки Фазовых сдвиг гов составляют порядка Ьд(а 5 )36 ф Г 4 к 4 Лосоз Як=;(1 + Ь 9 ) 1 + Ь 04 х 4 х соя(Я, - й, И + =-,(1 - ЬО ) . х 1 х (1 - Ь 9)соя(а, - Л,)Е - К 2 А я 1 пУх 7 =Г(1 - ьг) (1 +ЬО,)яж(й,-а,).с + 4 к(на частоте -- -= - ), (11) 211 так как члены не содержат частоты 3двух сигналов, состоящее из генератора сверхвысокой частоты, подключенного к входной клемме для подключенияисследуемого четырехполюснпка, выходная клемма которого соединена с последовательно включенными первым ивторым фазовыми коммутаторами, генератора прямоугольных импульсов, соединенного с входом первого делителячастоты, квадратичного детектора,о т л и ч а ю щ е е с я тем, что, сцелью повышения точности измеренияразности фаз и расширения функциональных возможностей путем измерениякоэффициента затухания, в него введены последовательно соединенные третийи четвертый Фазовые коммутаторы, второй, третий, четвертый и пятый делители частоты, сумматор, измерительуровня и измеритель разности фаэ,усилитель промежуточной частоты, приэтом выход первого делителя частотысоединен с первым входом измерителяразности фаз, входы второго и четвертого делителей частоты соединены свыходом генератора прямоугольных импульсов, выходы второго и четвертогоделителей частоты соединены с управляющими входами четвертого и второгоФазовых коммутаторов и через третийи пятый делители частоты - с управляющими входами первого и третьего Фазовых коммутаторов, выходы второго ичетвертого фазовых коммутаторов соединены с входами сумматора, выходкоторого соединен с входом квадратичного детектора, соединенного выходомчерез усилитель промежуточной частотыс входами Измерителя разности фаэ иизмерителя уровня, выходы которыхявляются выходами устройства, а вход.третьего коммутатора соединен с генератором сверхвысокой частоты,