Способ измерения разности фаз сигналов

 

Изобретение относится к электрорадиоизмерительной технике и может быть использовано и электрои радиотехнических установках различного назначения при измерении фазовых сдвигов сигналов. Целью изобретения является распирение диапазона изме-- ряемых значений разности фаз сигналов . Изобретение основано на первичной периодической коммутации исследуемых сигналов на входах, параллельных каналов, усилении амшштуды и преобразовании частоты при подстройке частоты гетеродинных колебаний и последующей вторичной коммутации сигналов промежуточной частоты так, что в одни из равных тактов коммутации измеряют разность фаз между сигналами промежуточной частоты на выходах первого и второго каналов, а в другой - на входах второго и первого каналов . Затем амплитуду сигнала, пропорционального в один из тактов . (ft +&q), я в другой (A1 -&tf), где - измеряемая разность фаз между исследуемыми сигналами; &U) - разность набегов фаз в каналах, интегрируют. Особенностью изобретения является то, что вторичную коммутации сигналов проводят до, а интегрирование сигнала после измере.шш разности фаз сигналов , промежуточной частоты. 2 ил. а $/)

., Ж3„.„17 О7 567

СОЮЗ СОЕЕТСНИХ

СОЦЬ ЛИСт ЯЕСИИХ

РЕСПУБЛИК

0 (су) .

ОПКОЛНИК ИЗСЫ Е ГЕ !РЯ

П:}СУДАРСТВЕНКЫЙ КОМИТЕТ

ПО ИЗОБРЕТЕНИЯМ И ОЗНРЫТИЯМ

ПРИ ГННТ СССР

H A DYGPCHQMY СЕЫДДТЕХ1ЬСТВУ (21) 4759099/21 (22) 22. 08. 89 (46) 23.01. 92. Бюл. Р 3 (71) Специальное конструкторское бюро "Прибой" и Севастопольский приборостроитель1вй институт (72) Л.И.Лобкова, В.В.Стельмах, l0.11.Иихайлик и А.В.Душенко (53) 621.317.77 (088.8) (56) Авторское свидетельство СССР

И- 1205053, кл. G 01 R 25/00, 1986. (54) СПОСОБ ИЗ?БРЕНИЯ РЛЗПОСТИ ФАЗ

СИГИ АЛОВ

Ю (57) Изобретение относится I; электрорадиоизмерительной технике и может быть использовано и электро- и радиотехнических установках различногc назначения при из..ерении фазовых сдвигов сигналов. Целью изобретения является рас11ирецие диапазона изме-. ряеЫ1х значений разности фаз сигн»лов. Изобретение основано на первичИзобретение относится к электрорадиоизмерительной технике и может быть использовано в электро- и радиотехнических установках различного назначения при измерении фазовых сдвигов.

Целью изобретения является расширение диапазона измеряемых значений разност;1 ф=з с11г:.ачоз.

11а фи! . 1;1, iii па ст .у:::",.р:.".-: электрическая схема ус рО1 с I rsd. измерения разности фаз сигналов, реализующего способ измерения разности фаз сигналов," на ф.т.2 — временные

2 ной периодической коммутации исследуемых сигналов на входах, параллельных кап" чов, усилении амплитуды и преобразовании частоты при подстрой-. ке частоты гетеродип11ых колсбаний и последующей вторичной коммутации сигналов промежуточной частоты так, что в однй из равных тактов ко1глутации измеряют разность фаз мсжду сигналами промежуточно11 частоты на выходах первого и второго каналов, а в другой — на входах второго и перво о каналов. Затем амплитуду си1 пала, пропорционального в один иэ тактов (hP + 5(0), а в дгугой (AP — ДС ), где

6,P — измеряемая разность rÿç между

JIG после измере1п1я разности фаэ сигналон,промежуточной частоты. 2 ил.

1 исследуемыми сигналами; 1 (1 — pG31.cñòI. @ набегов фаз в каналах, интегрируют, .1 с;

Особенностью изобрете1шя «вляется то, гФЗН 43 что вторичную ко1ямутацп.,э сигналов проводят до, а интегрирс:;ание сигна д диаграммы поясняющие работу устройЭ ства измерения разности-фаз сигналов, Устройство измерения разности фаз сигналов включает ко1ачутатор 1 двух исследуемых сигналов, первый и второй параллельные усилительно-смесительные каналы 2 и 3, вспомогательный канал

4, гетеродин 5, блок 6 автоматической подстро1ки частоты, cHHxvcниэатэр 7, ко;Г,, та. Оо 8 си1 !:ал :1 i c .: "о, °

4 частоты, .".л. ".:е". р 9 . и1; .- . >. ° 1.

Ю Каждый параллельный канал содерм т усилители ампл1 туды исследуем"1х сигналов, смесители супергетеродинного

1707567 типа, усилители амплитуды сигналов промежуточной частоты.

Усилительно-смесительные каналы 2 и 3 совместно с гетеродином 5 образуют первый (2 и 5) и второй (3 и 5) каналы двухканального усилительног преобразовательного тракта соответст,венно.

Усилительно-смеснтельныц канал 4 ! совместно с гетеродином 5 образ; ст вспомогательный усилительно-прес бразовательный тракт (4 и 5). Вспо-»огательньп» угилительно-преобразователь-! ный тракт (4 и 5) совместно r бло ком 6 автоматической подстройки частоты образует систему автома-.ической подстройки частоты (4, « 6).

В каналах двухкана ного и вспомогательного усилительно-преобразовательных трактов осуществляют однократные или многократные как усиление амплитуды, так и преобразование частоты.

Первый и второй выходы кот»утатора 1 исследуемых сиг .алов соединены с сигнальными входами усилительносмесительньгх каналов 2 и 3 соответственно. Вьгходы поеледних соединены с первым и вторым входа»п- коммутатора

8 сигналов про..ежуто «1ой частоты соответственно, выходы которого соединены с первыми и вторым входами фаэометра 9 соответственно. Выход фаэо метра 9 сос-ливен с входом интегратора 10.

Первьп», второй и третий выходы гетеродина 5 соединены с гетеродннными входа»»и усилител. но-смесительных каналов 2, 3 и 4 соответственно. Сигнальньп» вход вспомогательного канала

4 соединен с вторым входом коммутатора 1 исследуемых с:к«алов. Выход усилительно-смесительного канала 4 ссединен с входом блока 6 автоматической подстройки частоты. Выход блока 6 автоматической подстройки частоты соединен с входом управления гетеродина 5.

Первый и второй выходы синхронизатора 7 соединены с "ходами управления коммутатора 1 исследуемых с»»гналов и коммутатора 8 сигналов промежуточной частоты.

Способ измерения разнс ст« фаэ «сущ(сто.|яы | сл|=дуьй» » Ос р||. <Ом.

На первый и второй входы коммутатора 1 подают первый и второй исследуемые сигналы соответственно. Исследуемый сигнал с второго входа коммутатора 1 непрерывно подают на сиг- г нальный вход вспомогательного канала

4. Сигнал с выхода систе»»ы автоматической подстройки частоты (4, 5 и 6) подают на вход управления гетеродина

5. Системой автоматической подстройки частоты (4, 5 и 6) управляют гетеродином 5 так, что при изменении частоты исследуемого сигнала на втором входе коммутатора частоту сигнала промежуточной частоты на выходах усилительно-смесительных каналов 2, 3 и 4 удерживают неизменной. Коммутатор исследуемых сигналов и коммутатор

8 сигналов промежуточной частоты работают синхронно, в два такта, при этом л ком

20 аъ нюх Чет 2 где Тко — период коммутации, л „ „- длительность четного и неЦЕТ, четного тактов соответст25 венно.

В нечетные такты иэ синхронизатора 7 на вход управления коммутатора

1 поступают нечетные синхрониэирующие шлгульсы, при этом исследуемый

30 сигнал с пс.рвого входа коммутатора 1 годают на его первьпг выход и далее на сигнальньпл вход усил»»тель»»о-смесительного канала 2, а исследуемый сигнал с второго входа коммутатора 1 подавт на его второй выход и далее на сигнальный вход усилительно-смесит льнсго канала 3.

В четные такты из синхронизатора

7 на вход управления коммутатора ц) поступают четные синхрон«эирующие импульсы, при этом исследуемый сигнап с первого входа ко»плутатора 1 подают на его второй выход и далее на сигнальный вход усилительно-смес1»тельного канала 3, а исследуемьпй сигнал с второго входа коммутатора 1 подают на его первый выход и далее на сигнальньп": вход усилительно-смесительного канала 2. Первьп» и второй исследуемые сигналы на входе коммутатора 1 имеют фазы Р и Р соответственно..

1!змерлют разность фаэ исследуемых с:игналов

55 PP — g< — Л = — (P P ) 1707567 в зависимости от того, какой иэ исследуемых сигналов принимают эа опорный.

Разность набегов фаз $g в первом канале (2 и 5) усилительно-преобразовательного тракта относительно второго канала (3 и 5) обусловлена тем, У что величины собственных набегов фазы в каждом из каналов неодинаковы и, 10 кроме того, .непостоянны во времени.

Разность фаз сигналов промежуточной частоты на входе коммутатора 8 равна

15 g -(17 -Ч где ® — фаза сигнала промежуточной частоты на выходе первого канала (2 и 5),"

Q< — фаза сигнала промежуточной частоты на выходе второго канала (3 и 5).

Если за опорный принимают первый исследуемый сигнал, т.е.

25 то величина разности фаз сигналов промежуточной частоты на входе коммутатора S в нечетные такты 4 <å÷=4 (иеч 42.ксч = (+

Д) -P, =4P" где (17 1, — фаза сигнала промежуточной частоты на выходе, первого канала (2 и 5) в 35 нечетнь!e так ты, (1,, — фаза сигнала промежуточной частоты на выходе второго канала (3 и 5) в нечетные такты, 40 а величина разности фаз сигналов промежуточной частоты на входе коммутатора 8 в четные такты

ИЧЕт -(I

-Р, = -sP+aV, где (1 Ч вЂ” фаза сигнала промежуточной частоты на выходе первого канала (2 и 5) в четные такты, (12.vier — фаза сигнала промежуточной частоты на выходе второго канала (3 и 5) в чет, ые такты.

В нечетные такты нэ синхрон;:затора 7 на вход управления коммутатора

8 поступают нечетные синхронизирующие импульсь1, при этом сигнал прокеСигнал на выходе фазометра 9 U><<< или Uq Ve (фиг.2) прямопропорционален разности фаз 4(1)„ ч или бу< е . в

1 ° -% нечетные или четные такты соответственно. Выходной сигнал фазокетра 9

U подают на вход интегратора 10. Выходной сигнал фазометра 9 Б,1 имеет постоянную rîñòàâëÿþöótî, амплитуда

U которой зависит от измеряемой разности фаз исследуемых сигналов А Р, и переменную составляицую, амплитуда

hU которой. зависит от разности набегов >аэ в каналах 4g.

В результате интегрирования выходного сигнала фазометра 9 на выходе интегратора 10 получают сигнал U (фиг,2) амплитуда которого соответствует амплитуде U постоянной составляюг(ей выходного сигнала фазометра 9

Б неч + Ug чет

<О 2

Таким образом, 4 1) * !

Я ч

+ A().."., 4 (4@+M() + (h@-дЧ) л

2 жуточной частоты с выхода nepal;o ганала (2 и 5) подают на первый выход коммутатора 8 и далее на первый вход фазометра 9, а сигнал промежуточной частоты с выхода второго канала (3 и 5) подают на второй выход коммутатора 8 и далее на второй вход фаэометра 9.

В четные такты из синхронизатора

7 на вход управления коммутатора 8 поступают четные синхронизирующ е импульсы, при этом сигнал промежуточной частоты с выхода первого канала (2 и

5) подают на второй выход коммутатора 8 и далее на второй вход фазометра 9, а сигнал промежуточной частоты с выхода второго канала (3 и 5) rодают на первый выход tcoiмутатора 8 и далее на первый вход йаэометра 9.

Величина разности фаз сигналов промежуточной частоты на входе фаэометра 9 в нечетные такты

=

% (чег=. Учет = (4@+ М)

=дР— дср.

1707567 иг.

Следовательно, на выходе интегратора 10 получают сигнал, амплитуда которого соответствует измеряемой разности фаз исследуемых сигналовЬ Р

5 и не зависит от величины и знака разности набегов фаз Д(в каналах. формула изобретения

1О

Способ измерения разности фаз сигналов, заключающийся в том, что первично периодически коммутируют. в четHblA и нечетный такты одинаковой длительности за период коммутации иссле- 15 дуемые сигналы на входы первого и второго параллельных каналов, меняя в каждый такт канал поступления сигналов, преобразуют по частоте сигналы в первом и втором параллельных ка- 20 налах, путем смешения их с сигналом гетеродина, частота которого связана

Ф с частотой исследуемого сигнала, вторично периодически коммутируют в четные и нечетные такты одинаковой длительности за период коммутации сигнал так, что.полярность сигнала инвертируется в четные (нечетные) такты или сохраняется неизменной в нечетные (четные) такты, интегрируют амплитуду сигйала, а искомую разность фаз исследуемых сигналов определяют по величине амплитуды проинтегрированно.— го сигнала, отличающийся тем, что, с целью расширения диапазона.измеряемых значений разности фаз сигналов, вторичную периодическую коммутацию сигнала проводят до, а интегрирование амплитуды сигнала — после измерения разности фаз преобразованных сигналов.

1707567

Составитель В ° Ежов

Редактор И,Горная Техред и Олийнык Корректор А.Обручар

Закая 766 Тираж Подписное

ВНП1НН! i осударстиенного кз.и тета по изобретениям и открытиям при ГКНТ СССР

113035, Москва, iK-35, Раушская наб., д. 4/5

Производственно-издательский комбинат "Патент", r. Ужгород, ул. Гагарина, 101