Устройство для измерения разности фаз двух когерентных сигналов

 

ОПИСАНИЕ

ИЗОБРЕТЕНИЯ

К АВТОРСКОМУ СВИДЕТЕЛЬСТВУ

Союз Советскик

Социалистических

Республик (i»3 0029S0

> г (61) Дополнительное к авт. свид-ву— (22) Заявлено 17.08. 81 (21) 3329676/18-21

811М. К .

G 01 R 25/00 с присоединением заявки Нов (23) Приоритет—

Государственный комитет

СССР оо делам изобретений и открытий

t$3) УДК 621.317. .77 1,088.8}

Опубликовано 070383. Бюллетень М 9

Дата опубликования описания 0703.83 (72) Автор изобретения

Л.A. Летунов (71) Заявитель

t с; т

« ъ о 54 ) УСТРОЙСТВО ДЛЯ ИЗМЕРЕНИЯ РАЗНОСТИ ФАЭ

ДВУХ КОГЕРЕНТНЫХ СИГНАЛОВ

Изобретение относится к измерительной технике и может быть исполь эовано одновременно для измерения в одном канале разности фаэ и затухания исследуемого сигнала.

Наиболее близким к изобретению по технической сущности является устройство, в котором исследуемый сигнал пропускают через фазовый манипулятор, реализованный частотно-избирательной цепью, перестраиваемой по высоте, затем его суммируют с опорным сигналом и данную сумму детектируют детектором (1j.

Для того, чтобы данное устройство обеспечивало измерение разности фаз в исследуемый канал необходим аттенюатор порядка 20 — 40 дВ в зависимости от заданной точности ). Наличие этого аттенюатора вытекает из условия, что амплитуда исследуемого сигнала как минимум должна быть на порядок меньше опорного сигнала, что значительно сужает амплитудный динамический диапазон исследуемого сигнала. Кроме того, данное устройство не позволяет одновременно с

«эмервнием разности фаэ измерять

«атухания исследуемого объекта.

Целью изобретения является расширение функциональных воэможностей за счет одновременного обеспечения измерения разности фаэ и затуханий, вносимых исследуемым объектом в расширенном амплитудном динамическом диапазоне.

Поставленная цель достигается тем, что в устройство для измерения разности фаэ двух когерентных сигналов, состоящее из последовательно соединенных генератора СВЧ, исследуемого четырехполюсника и первого фазового манипулятора, а также детектора, осциллографа, генератора прямоугольных импульсов и фильтра нижних частот, причем модулирующий вход фазового манипулятора соединен с выходом генератора прямоугольных импульсов, а выход генератора СВЧ соединен также с входом детектора, введены второй фазовый манипулятор, полосовой фильтр, синхронный детектор, делитель частоты, причем второй

25 фазовый манипулятор соединен последовательно с первым, а модулнрующий его вход соединен с выходом генератора прямоугольных импульсов через делитель частоты, при этом выход вто.

30 рого фазового манипулятора соединен

1002980 генератора 10 следующий.

A созв 4+A ®„cos(+ „) pgyg—

Т1

0 с 55 т г

Т. — (t (Т

Т1

Oat g—

Т11 — (t(T

2 1

А 1-А „оз (, +Ч„) . А cps ю 1+ А k Мп (wpt+ Чх)

60

Т2 — àt ат

" он "о -Ао"х 1 ф"о + х) где Т2F1

65 и с последовательно соединенными детектором, полосовым фильтром и синхронным детектором, гетеродинный вход которого соединен с выходом генератора-прямоугольных импульсов, а вы,ход синхронного детектора через

5 фильтр нижних частот соединен с входом осциллографа.

На чертеже приведена структурная схема устройства.

Устройство содержит фазовые манипуляторы 1 и 2 детектор 3, полосовой фильтр 4, синхронный детектор 5, фильтр 6 нижних частот, осциллограф

7, генератор 8 прямоугольных импульсов, делитель 9 частоты на ь, гене- 15 ратор 10 синусоидального СВЧ-сигнала, испытываемый четырехполюсник 11.

Сигнал на выходе исследуемого четырехполюсника 11:

A 1с„cos ы i q „), где Ap — амплитуда СВЧ-генератора 10, Кх — коэффициент, характеризующий затухание четырехполюсника 11;

Чх — фазовый сдвиг, вносимый четырехполюсником 11.

Для измерения фазового сдвига когерентных сигналов U1 è V2 сигнал 30

Ч пропускают через фазовый манипулятор 1, который в процессе измерения, с частотой F1 принимает дискретные фазовые состояния Оо, 180О. Затем этот промодулированный сигнал пропускают через второй фазовый модулятор 2, который в процессе измерения с частотой принимает дискретные фазовые состояния Оо, 90 . Затем после сложения с опорным сигналом Ч7 суммарный сигнал детектируется де- 40 тектором 3.

Сигнал на выходе первого фазового манипуля ора 1 можно записать:

1с„А сон(ы +У,) 0(t< с Т1 пР4 -Т"%)(Ap Gos (lljpt+ gg ) (t < T< где:Т1 = — „, - частота генератора 8.

1

Сигнал на ныходе второго фазового манипулятора 2 с учетом того, что сюда же поступает сигнал с выхода

Амплитуда сигнала на выходе квадратичного детектора 3:

Plt (—

Т1

04t4

Т1

osV (t(T

0 t4 т1

Т7 (t< TZ

Т1 —

2 1

Формула изобретения

Устройство для измерения разности фаэ двух когерентных сигналон, ;состоящее из последовательно соединенных генератора СВЧ, исследуемого четырехполюсника и первого фазового манипулятора, а также детектора, осциллографа, генератора прямоугольных импульсов и фильтра нижних частот, причем модулирующий вход фазового манипулятора соединен с выходом генератора прямоугольных импульсов, а выход генератора СВЧ соединен также с входом детектора, о т л и ч а ющ е е с я тем, что, с целью расширения функциональных возможностей устройства эа счет однонременного обеспечения измерения разности фаэ и затуханий, нносимых исследуемым четырехполюсником в расширенном амплитудном динамическом диапазоне, в него введены нторой фазовый мани улятор, полосовой фильтр, синхронный детектор, делитель частоты, причем второй фазовый манипулятор соединен последовательно с первым, а

Сигнал на выходе квадратичного детектора после полосового фильтра 4:

2 т

4Apt>cosQ tcos Ч 0

4Ао хсозЯ ts)n Y — (t(T .1 х г 7 где Я =2#F1

Сигнал на выходе синхронного детектора 5 после фильтрации фильтром б нижних частот имеет вид:

4A pic„cps V„0< t < ;

Т2

Ь-4АоХхз п Чх, 2 < <12, Из полученного конечного выражения видно, что фаза может быть измерена как l ,1 2+ Ьг

arctg —;

Х 4А7

О

Таким образом удается одновременно в одном канале измерить и разность фаз и Кх и отбросить условие, что амплитуда опорного сигнала должна быть как минимум на порядок больше исследуемого.

1002980 г

Составитель Н. Агеева

Редактор И. Николайчук ТехредЕ.Харитончик Корректор С. Шекмар

Заказ 1541/27 Тираж 708 Подписное

ВНИИПИ Государственного комнтета СССР по делам изобретений и открытий

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

Филиал ППП ".Патент", г. Ужгород, ул. Проектная,4 модулирующий его вход с:оединен с выходом генератора прямоугольных импульсов через делитель частоты, при этом выход второго фазового манипулятора соединен с последовательно соединенными детектором, полосовым фильтром и синхронным детектором, гетеродинный вход которого соединен с выходом генератора прямоугольных импульсов, а выход синхронного детектора через фильтр нижних частот соединен с входом осциллографа., Источники информации, принятые so внимание при экспертизе

1. Авторское свидетельство СССР

Р 471551, кл. G 01 R 25/00, 22.02.72.