Фазометр

Союз Советских

Социалистиыеских

Республик

О П

ИЗОбРЕТЕН ИЯ

К АВТОРСКОМУ СВИДИЕЛЬСТВУ (11) 451016 (61) Зависимое от авт. свидетельства— (22) Заявлено 25.12.72 (21) 1862156/18-10 (51) М. Кл. (т01 Р 25/00 с присоединением заявки—

Гасударственный камнтет

Совета Мнннстроа СССР ва делам изобретений н открытий (32) Приоритет—

Опубликовано 25.11,74 Бюллетень № 43

Дата опубликования описания 21 12.74 (53) УДК 621.317.772 (088,8 ) (72) Автор изобретения

В. Я. СУПЬЯН (71) Заявитель ТОМСКИЙ ИНСТИТУТ АВТОМАТИЗИРОВАННЫХ СИСТЕМ

УПРАВЛЕНИЯ И РАДИОЭЛЕКТРОНИКИ (54) ФАЗОМЕТР .

Изобретение относится к фазоизмерительным устройствам.

Известные фазометры, содержащие два фазовращателя, два фазовых детектора, подключенных к входной клемме фазометра — один непосредственно, а другой через фазовращатель, сумматор, характеризуются невозможностью измерения; радиосети фаз между двумя короткими радиоимпульсными сигналами в полосе частот.

Предлагаемое устройство не имеет этого недостатка и отличается от известных тем, что оно снабжено вычитающим уст,ройством, тремя резонансными фильтрами, дополнительным фазовращателем, амплитудным детектором, фазоиндикатором и третьим фазовым детектором, включенным между входными клеммами фазометра, а также через второй фазовращатель подсоединенным ко второму фазовому детектору, причем второй вход первого фазового детектора подключен к противоположной входной клемме фазометра,а выходы первых двух фазовых детекторов подключены через последовательно соединенные вычищее устройство1 резонансный фи р! дополнительный фазовращатель и сумматор к фазоиндикатору, а выход третьего фазового детектора через второй .резонансный

5 фильтр - ко второму входу сумматора, причем амплитудный детектор включен между входом второго фазового детектора и через третий резонансный фильтр соединен со вторым входом фазоиндикатора.

l0 На чертеже изображена блок-схема предлагаемого фазометра.

Устройство содержит фазовращатели 1 и 2 90 фазового сдвига на высокой частоте; фазовые детекторы 3, 4 и 5; каскад 6

l5 вычитания видеоимпульсов; резонансные фильтры 7, 8 и 9; суммирующий каскад 10; амплитудный детектор 11, фазоврашатель 12

90-градусного фазового сдвига по низкой частоте, фазометр 13 низкой частоты (фа20 зоиндикатор)..

Фазометр работает следующим образом.

Входные сигналы подаются на фазовые детекторы 3 и 4 через фазовращатели, а на другие входы фазовых детекторон вход25 ные сигналы поступают непосредственно с

451036 (2) где А1 = 2ДКО0уп б

- Аг = КЗ Ц,,U

15 с твенно противоположных каналов, На входе детекI тора 8 суммарный сигнал равен

=U Bin(è(+у Н,„sinoot ппри иО < ;

Uвх О П

На:входе детектора 4 суммарный сигнал ра вен

gpss Q< j с

U „= О при (

ВХ2 где ъ длительность рад«нмпуль е

- период повторении радиоимпульсоь, г -пе ф

Невыходе детекторов 3 и 4 амплитуды ви деон мпульсов, длительность которых

20 равны

-КДп Umocon(t г))

1 х

ß5

На выходе каскада вычитания 6 амплитуда видеосигнала равна

Ц Кф,бщ )е (4)е еЯ ф))= р

=-2Ко4М1М28Ы2 810 ) ) где К1 = К = Kp — коэффициенты аппрокси мании характеристик нелинейных элементов

Фазовых детектопов 3 и 4.

На входе фазового детектора 5 сум марное напряжение радиосигналов равно

U = О Яп (mt+ g)+U Яж ОЛ

ВХ3 м1 Яй при 0

U = 0 при 1

S) 3

На выходе детектора 5 видеоимпульсы

) имеют амплитуд, равную

U =И Ощ U cog ф 1

ВЬВ3 5 1П1 1ПЗ

3 где g — измеряемая разность фаз между входными радиоимпульсами;

К - коэффициент ацпроксимации харак

3 теристик нелинейных элементов детектора 5р

i5.

Видеоимну, амплитуды которых

U u U подаются на резонансные о АЛЫХ фильтры7 5и 8. Последние настроены на астотуЯ . При™Я»СО, гдеС0 - несушая 55

9.JI г частота радиосигналов, ид- = Тп .

Падение напряжения не фильтрах 7 и 8 (отклики на видеосигналы ) равны соответ1

-и

u„, = )(1e 3Ж, a)l q СОДЯ

*t

u„,= А е со,) р cosset, характеристическое сопротивление фильтров 7 и 8;

А= fg-Pgq еде ф-,йобРОтность ФилътРОВ 7 и 8, Напряжение (j подается на фазо врешатель 12 на низкой частоте /

Тогда напряжение на выходе фазоврашетел .

«42 равно

-4Ф

Ц, =-A,те О в-", фьурЫ, (8) где TA — коэффициент передачи фазаврашетеля 12, Напряжение на выходе сумматора равно

-юС )Г

Uo=Un+uo БЕ (coggcoooitt-Singрп йпя)

=iie co+t - ), -А1 (4) где В = А2 = А щ ЯИ-г= 1

ТКак видно из выражения (4), фаза напряжения на выходе сумматора 10 равна измеряемой. Для измерения разности фаз с помощью низкочастотного фазометра 13 необходимо создать опорный сигнал, начальная фаза которого постоянна, а часто. та равна Л.. Для этого один входных радиоимпульсных сигналов детектируется по амплитуде с помощью детектора ll, и видеоимпульс с выхода детектора подается на фильтр 9, идентичный фильтрам 7 и 8. Тогда падение напряжения на фильтре 8 равно

-4t

О„=В СО8(И ), "3 где 0 — начальная фазе отклика фильт)О ра 9, Из выражения (6) видно, что показание

1 .фезометра при Pp =C0hgt равно измери)тельной разности фаз между входнымисигналеми. Так кек напряжения U< и U)t затухаюшие по амплитуде, то удобнее измерять разность фаз за период этих сигналов путем формирования временного интервала, пропорционального 4 измерения его счет ымии методами.

Предлагаемый фазометр обладает боль шей широкополосностью, чем известные.

15

Это можно объяснить тем, что при изменении частоты входных сигналов фазовые набеги создаются в равной степени в обоих каналах, так как в них используются идентичные 90-градусного фазоврашатели по высокой частоте. Эти частотно †фазов набеги исключаются в выражениях (1} и (2 ), так как функция Я111 (+ Ь) мало зависит по величине от Ь, еслиЬ<<1 где Й =- °

2. () частотно— фазовый набег в канале фазометра за счет фазоврашателей 1 и 2;

ЙЖ - относительная нестабильОо ность частоты входных радиоимпульсов.

При = 10 7 - 10- погрешность измерения разности фаз не более 0,5-1

CO 0

Предмет изобретения

Фазометр, содержащий два фазовращателя, два фазовых детектора, подключенных к входной клемме фазометра — один непосредственно, а другой через фазоврашатель, сумматор, отличающийся тем, что, с целью измерения разности фаз между двумя короткими радиоимпульсными сигналами в полосе частот, он снабжен вычитающим устройством, тремя резонансными фильтрами, дополнительным фазовращателем, амплитудным детектором, фазоинди катором и третьим фазовым детектором, включенным между входными клеммами фазометра, а также через второй фаэовращатель под соединенным ко второму фазовому детектору, причем второй вход первого фазово; го детектора подключен к противополож, ной входной клемме фазометра, а выходы первых двух фазовых детекторов подклю, чены через последовательно соединенные вычитающее устройство, резонансный фильтр, дополнительный фазовращатель и сумматор к фазоиндикатору, а выход третьего фазового детектора через второй резонансный фильтр - ко второму входу сумматора, причем амплитудный детектор включен между входом второго фазового детектора и через третий резонансный фильтр соединен со BTopbIM входом фазоиндикатора.

451 О16

Составитель Л Tl P OX OP Oaa

Редактор T HBBHQBR Техред 4.358рСКИЙ Корректор В»ЬДЙС!РОЗИ

Заказ (Pgg Изд. hh A3 Тираж 6Я Подписное

ЦНИИПИ Государственного комитета Совета Министров СССР по делам изобретений н открытий

Москва, l13035, Раушская наб., 4

Предприятие «Патент», Москва, Г-59, Бережковская наб., 24