Цифровой фазометр

 

Изобретение может быть использовано в фазоиэмерительных устройствах . Цель - повышение помехозащищенности фазометра. Цель достигается введением перестраиваемых зшравляющими сигналами фильтров 11 и 12. Управляющий сигнал вырабатывается блоком 13 обнаружения сигнала и блоком 14 формирования управляющего кода по длительности и мощности входного радиоимпульса. Фазометр содержит также усилители-ограничители 1 и 2, синусный и косинусный фазовые детекторы 3 и 4, блоки 5 и 6 выделения модуля, компаратор 7, аналого-цифровые преобразователи 8 и 9 и постоянный запоминающий элемент.10. 2 ил.

СОЮЗ СОВЕТСКИХ

СОЦИАЛИСТИЧЕСКИХ

РЕСПУБЛИК

А2 (19) (11) (50 4 < 01 R 25/00

ОПИСАНИЕ ИЗОБРЕТЕНИЯ

М А BTOPCHOMV СВИДЕТЕЛЬСТВУ

ГОСУДАРСТВЕННЫЙ КОМИТЕТ СССР

ПО ДЕЛАМ ИЗОБРЕТЕНИЙ И ОТКРЫТИЙ (61) 1092427 (21) 4175951/24-2! (22) 06.01 .87 (46) 07.09.88. Бюл. М 33 (72) В.Н.Смирнов, В.П,Шеин и А.В.Шереметьев (53) 621.317.373 (088.8) (56) Авторское свидетельство СССР

Р 1092427, кл. G Ol R 25/00, 1983. (54) ЦИФРОВОЙ ФАЗОМЕТР (57) Изоб ре т ение может быть использовано в фазоизмерительных устройствах. Цель — повышение помехозащищенности фазометра. Цель достигается введением перестраиваемых управляющими сигналами фильтров 11 и 12.

Управляющий сигнал вырабатывается блоком 13 обнаружения сигнала и блоком 14 формирования управляющего кода по длительности и мощности входного радиоимпульса, Фазометр содержит также усилители-ограничители 1 и

2, синусный и косинусный фазовые детекторы 3 и 4, блоки 5 и 6 выделения модуля, компаратор 7, аналого-цифровые преобразователи 8 и 9 и постоянный запоминающий элемент.!О. 2 ил.

142?179

Изобретение относится к радиотехнике, может быть использовано при создании фазоизмерительных устройств

1 и является усовершенствованием изобретения по авт.св. У 1092427.

Цель изобретения - повышение помехозащищенности фазометра.

На фиг.l приведена структурная схема цифрового фазометра; на фиг.2 — 10 диаграммы, поясняющие работу фвэометра, Цифровой фазометр содержит два усилителя-ограничителя 1 и 2, синусный 3 и косинусный 4 фазовые детекторы, два блока 5 и 6 выделения модуля, компаратор 7, два аналого-цифровых преобразователя (АЦП) 8 и 9, постоянный запоминающий элемент 10, а также перестраиваемые фильтры 11 и 20

12 нижних частот (ФНЧ), блоки обнаружения сигнала 13 и формирования управляющего кода 14. Выходы усилителей-ограничителей 1 и 2 соединены с входами фазовых детекторов 3 и 4, 25 выходы которых через перестраиваемые

4I5I 11 и 12,блоки 5 и 6 выделения модуля соединены с первыми и вторыми входами АЦП 8 и 9 и компаратора 7.

Выходы АЦП 8 и 9, компаратора 7, а 30 также вторые выходы блоков 5 и 6 выделения модуля соединены с входами элемента 10. Кроме того, выходы фазовых детекторов 3 и 4 соединены с входами блока 13 обнаружения сигнала, выходы которого соединены с входами блока 14 формирования управляющего кода, при этом выход последнего соединен с вторым входом обоих перестраиваемых

ФНЧ 11 и 12. 40

Разность фаз измеряют следующим образом.

Сигналы усиливаются усилителямиФ ограничителями 1 и 2, разность фаэ (hV) преобразуется синусным 3 и коси- 45 нусным 4 фазовыми детекторами и фильтруется перестраиваемыми ФНЧ 11 и 12.

Затем в блоках 5 и 6 выделения модуля выходные биполярные напряжения преобразуются в униполярные напряжения, пропорциональные l sin а 11и 1coshfj которые сравниваются друг с другом компаратором 7 и поступают на входы первого и второго АЦП 8 и 9. Причем, одно напряжение, пропорциональное

Ising PI, поступает на сигнальный вход первого Algl 8 и на опорный вход второго АЦП 9, а другое напряжение, пропорциональное lсозд Ф(, поступает на опорный вход первого АЦП 8 и на сигнальный вход второго АЦП 9. Логические сигналы с вторых выходов блоков

5 и 6 выделения модуля, с выходов компаратора 7 и AIIII 8 и 9 преобразуются в элементе 10 в цифровой код, непрерывно изменяющийся при изменении разности фаз сигналов от -180 до

+180 эл.град, Кроме того, сигналы с выхода синусного 3 и косинусного 4 фазовых детекторов поступают на соответствующие входы блока 13 обнаружения сигнала, с выходов которого логические сигналы поступают на входы блока 14 формирования управляющего кода. Наличие сигнала на каждом. выходе блока 13 обнаружения сигнала однозначно соответствует определенной длительности и мощности входного радиоимпульса и не зависит от разности фаэ (g). Код управления полосой пропускания перестраиваемых ФНЧ 11 и 12, соответствующий длительности входного радиоимпульса, поступает на вторые входы обоих перестраиваемых ФНЧ

Il и 12 с выхода блока 14 формирования управляющего кода.

Введение двух одинаковых ФНЧ 11 и

12 не ухудшает точность измерения разности фаз. Напряжение на выходе

ФНЧ 11 и 12 первого порядка при условии воздействия на входах фазометра радиоимпульсов изменяется по экс-. поненциальному закону (фиг.2б) ° По каналу синусного фазового детектора

3 на его выходе

sin (t) KA (1-е ) sin а F (l) где К вЂ” коэффициент передачи фазового детектора;

А — амплитуда радиоимпульса на выходе усилителя-ограничителя;

АЧ вЂ” измеряемая разность фаз;

7 — постоянная времени ФНЧ 1 1 .

По каналу косинусного фазового детектора 4

U cos (t) = KA (1-е ) cos A . (2)

Множитель (1-е } в выражениях (1) и (2), появляющийся в результате прохождения импульсных сигналов через ФНЧ ll и 12, не влияет на формирование двух старших разрядов фазометра, образующихся как результат сравнения напряжений, пропорциональз 1422 ных U sin (t) и U сов (t), с нулевым напряжением и не влияет на формирование третьего старшего разряда, образующегося как результат сравнения напряжений, пропорциональных

5 .tU sin (t)l и IU cos (t)t.

Последующие более младшие разряды выходного кода фазометра образуются в АЦП 8 и 9 как результат вычис- 10 ления отношения напряжений с аналоговых выходов блоков 5 и 6 выделения . модуля. При этом получают г

csin(t)LГ « 1 А 1-е 1 эхп д 1! 15 ! Соя (t) i 7 Т

КА 1-е g sindhi l tsin.4×! — -"- Фf(1 "e )

КА (1-е +) Icos Afj "0

Таким образом, введение одинаковых

ФНЧ I! и 12 после фазовых детекторов не ухудшает аппаратурной точности измерения разности фаэ.

Выделение сигнала на фоне помехи различного рода фильтрами широко ис25 пользуется для повышения помехозащищенности, т.е. для увеличения соотношения сигнал — помеха или сигнал— шум. При этом наиболее простым и близким к оптимальному решением явля- З0 ется применение перестраиваемого ФНЧ, полоса пропускания которого согласована с длительностью входного сигнанала. Помехозащищенность оценивается увеличением отношения сигнал — помеха 35 с ФНЧ и определяется примерно отношением полосы пропускания до ФНЧ к полосе пропускания ФНЧ или произведением полосы до ФНЧ на длительность

179

4. импульса. Так, например, если длительность импульса равна 10 мкс, а полоса пропускания до перестраиваемого ФНЧ, определяемая, как правило, половиной полосы пропускания усилителя-ограничителя, равна 5 МГц, повышение помехоэащищенности оценивается коэф-, фициентом m=10 10 5 ° 10 50.

На фиг.2a,б показано изменение сигнала на выходе фазовых детекторов

3 и 4, на фиг.2в,г — изменение кода на выходе фаэометра при отсутствии и наличии перестраиваемого ФНЧ соответственно.

Таким образом, введение в состав цифрового фазометра перестраиваемых фильтров нижних частот может существенно повысить его помехозащищенностьь

Формула изобретения

Цифровой фазометр по авт.св.

9 11009922442277, о тлич ающий с я тем, что, с целью повышения помехоэащищенности, между выходом каждого фазового детектора и входом соответствующего блока выделения модуля введен перестраиваемый фильтр нижних частот и, кроме того, выходы фазовых детекторов соединены с входами введенного блока обнаружения сигнала, выходы которого соединены с входами дополнительно введенного блока формирования управляющего кода, а выход последне о соединен с вторыми входами обоих перестраиваемых фильтров нижних частот.!

422!79

8у(8Ф г)

Ри2. 2

Составитель М. Катанова

Редактор И.Горная Техред Л.Олийнык Корректор С.1 !екмар

Заказ 4427/46 Тираж 772 Подписное

ВНИИПИ Государственного комитета СССР по делам изобретений и открытий !!3035, Москва, Ж-35, Раушская наб., д. 4/5

Производственно-полиграфическое предприятие, г. Ужгород, ул. Проектная, 4