Двухканальный фазометр для высоких частот
ОПИСАНИЕ
ИЗОБРЕТЕНИЯ
К АВТОРСКОМУ СВИДЕТЕЛЬСТВУ
3IOl94
Союз Соввтоких
Сациалистичвоких
Республик
Зависимое от авт. свидетельства №
ЧПК 6 Olr 25/00
Заявлено 17.1Ч.1970 (№ 1431581/18-10} с присоединением заявки №
Приоритет
Опубликовано 26.VII.1971. Бюллетень № 23
Дата опубликования описания 27.IX.1971
1(омитет по делам изобретений и открытий при Совете Миниатров
СССР
-7ÄK 621.317.77 (088.8) Авторы изобретения
В. А. Вол, С. А. Кравченко и С. И. Чистяков
Заявитель
ДВУХКАНАЛЬНЪ|Й ФАЗОМЕТР ДЛЯ ВЫСОКИХ ЧАСТОТ
Изобретение относится к области электрических измерений, а именно, к измерению сдвига фаз между двумя напряжениями высокой частоты, например, в диапазоне
200 кгпв †: 10 мг((.
Известен двухканальный фазометр с преобразованием частоты, содержащий в обоих каналах последовательно включенные смесители, преобразователи напряжений разностной частоты в остроконечные импульсы, ключевые детекторы и фильтры нижних частот, между выходами которых включен нуль-индикатор, гетеродин переменной частоты, связанный со вторыми входами смесителей, соединенный через блок подстройки частоты с импульсно-фазовым детектором, один вход которого соединен с выходом преобразователя напряжения и входом ключевого детектора первого канала, и с грубым индикатором фазы, соединенным с выходом преобразователя напряжения и входом ключевого детектора второго канала.
Недостатком известного фазометра является небольшая точность измерения из-за малой разрешающей способности индикатора (порядка. долей градуса). Этот фазометр имеет хорошую разрешающую способность на сравнительно низких (порядка сотен кги) частотах, однако с повышением частоты резко возрастают погрешности, обусловленные как недостаточной широкополосностью преобразователей синусоидальных напряжений в остроконечные импульсы, так и (еще в большей степени) соизмеримостью абсолютных
5 уходов частоты сигнала и вспомогательного гетеродина с разностью между частотой гетеродина и частотой К-ой гармоники измеряего сигнала.
Целью изобретения является повышение
10 точности измерения фазовых сдвигов, повышение разрешающей способности индикатора и расширение частотного диапазона измерений.
Эта цель достигается тем, что фазометр
15 снабжен синтезатором частот, один выход которого соединен с одним из входов импульсно-фазового детектора, нагруженного на блок подстройки частоты, а другой выход— со входами ключевых детекторов, причем с
20 одним входом — непосредственно, а с другим — через калиброванный фазовращатель.
На чертеже представлена блок-схема предлагаемого фазометра.
Фазометр содержит в обоих каналах пос25 ледовательно включенные смесители 1, 2, преобразователи 3, 4 напряжения разностной частоты /„р в остроконечные импульсы, ключевые детекторы 5, 6, фильтры 7, 8 нижних частот, гетеродин 9 переменной частоты, свя30 занный со вторыми входами смесителей ка310194
25
3 налов, соединенный через блок 10 подстройки частоты с импульсно-фазовым детектором
11, первый вход которого связан с одним входом ключевого детектора 5 первого канала, грубый индикатор 12 фазы на входах ключевых детекторов каналов, нуль-индикатор 13, включенный между выходами фильтров нижних частот, а также высокостабильный синтеза тор 14 частот, один выход которого с частотой f» связан со вторым входом импульсно-фазового детектора 11, нагруженного на блок подстройки частоты 10, а другой выход синтезатора с частотой К1» +. fo соединен со вторыми входами ключевых детекторов 5, б, причем детектор б связан с синтезатором непосредственно, а детектор 5 через калиброванный фазовращатель со шкалой 15, Опорная частота f» — — 4,29 кги, получаемая с первого выхода синтезатора частот, сравнивается в импульсно-фазовом детекторе
11 с частотой и фазой импульсов на входе ключевого детектора 5. В результате на вы; xoäå импульсно-фазового детектора образуется управляющее напряжение, действующее на блок 10 подстройки частоты гетеродина 9 таким образом, что промежуточная частота на выходе смесителя 1 первого канала фазометра по частоте и фазе совпадает с опорной, частотой синтезатора. Фазовый сдвиг между сигналами промежуточной частоты на выходах смесителей 1 и 2 в каналах фазометра в этом случае, как известно, равен фазовому сдвигу между исходными сигналами. Этот фазовый сдвиг преобразуется в сдвиг во времени между остроконечными импульсами, формируемыми преобразователями напряжения разностной частоты в остроконечные импульсы 3, 4 и индицируется на грубом индикаторе 12 фазы, который представляет собой триггер с включенным параллельно катоду одного из плеч стрелочным вольтметром среднего значения. Одновременно остроконечные импульсы промежуточной частоты 4,29 кги поступают на ключевые детекторы 5, б, на вторые входы которых поступают высокостабильная частота 154 кги со второго выхода синтезатора 14 частот. В результате на выходах ключевых детекторов образуются сигналы второй промежуточной частоты, которые после фильтрации в фильтрах 7, 8 нижних частот поступают на нуль-индикатор 13. Поскольку между выходом синтезатора и одним из ключевых детекторов включен круговой фазовращатель, при полном повороте фазовращателя на 360 найдется одно положение, для которого относительное расположение импульсов промежуточной частоты 4,29 кги и синусоидального сигнала 154 кги будет одинаковым. В этом случае сигналы низкой промежуточной частоты f„<, = 36.4,29 кги— — 154 кги = 440 ги при условии выравнивания их по амплитуде скомпенсируются, и на выходе осциллографического нуль-индикатора
15 будет зафиксирован минимум.
Таким образом, результат измерения может быть считан со шкалы кругового фазовращателя (полный оборот которого соответЗб0 ствует — = 10 ) и индикатора грубого от.Зб счета.
Предлагаемый фазометр обладает разрешающей способностью порядка 0,03 и высокой стабильностью нуля. Его основная погрешность в диапазоне частот 0,2 —:10 пги не превышает 0,1 .
Предмет изобретения
Двухканальный фазометр для высоких частот, содержащий в обоих каналах последовательно включенные смесители, преобразователи напряжения разностной частоты в остроконечные импульсы, ключевые детекторы и фильтры нижних частот, между выходами которых включен нуль-индикатор, гетеродин переменной частоты, связанный со вторыми входами смесителей, соединенный через блок подстройки частоты с импульсно-фазовым детектором, один вход которого соединен с выходом преобразователя напряжения и входом ключевого детектора первого канала, и с грубым индикатором фазы, соединенным с выходом преобразователя напряжения и входом ключевого детектора второго канала, отяича юи1ийся тем, что, с целью повышения точноcTI! измерения фазовых сдвигов, повышения разрешающей способности индикатора и расширения частотного диапазона, он снабжен синтезатором частот, один выход которого соединен со вторым входом упомянутого импульсно-фазового детектора, нагруженного на блок подстройки частоты, а. другой выход — со вторыми входами ключевых детекторов, причем с одним входом — непосредственно, а с другим — через калиброванный фазовр ащатель.
310194
Составитель Г, Н. Кучеренко
Редактор С. И. Хейфиц Текрсд T. П. Курилко Коррск гор А. П. Васильева
Заказ 2518/14 Изд. № 1075 Тираж 473 Подпнсно;
ЦНИИПИ Комитета по делам изобретений и открытий гри Совете Мннис1ров СССР
Москва, Ж-35, Раушская наб., д. 4 5
Типография, пр. Сапунова, 2
