Способ измерения разности фаз двух когерентных сигналов

 

« » «,« ::-:,-/ (72) Автор, изобретения

Л. А. Летунов (71,) Заявитель (54) СПОСОБ ИЗМЕРЕНИЯ РАЗНОСТИ. ФАЗ ДВУХ

КОГЕРЕНТНЫХ СИГНАЛОВ

Изобретение относится к измерительной технике и может быть использовано при создании фазометров когерентных сигналов с расширенимм динамическим .диапазоном измеиения амплитуд измеряемого сигнала.

Известен способ измерения, заключаю- щийся в том, что.сигнал V пропускают через перестраиваемую в процессе измерения частотно-избирательную цепь, где он модулируется по амплитуде и фазе. Затем после сложения с опорным сигналом VzZ суммарный модулированный сигнал поступает на детектор. IIocae детектирования огибающая модулированного суммарного сигнала индицируется осциллографом,1 J ..

Однако данный а=пособ измерения разности фаэ двух когерентных сигналов го не позволяет производить измеренйя, если опорное и измеряемое колебания од ного порядка. Даже если измеряемое колебание меньше на 20 дБ -опорного„ погрешность измерения такого метода ° очень существенна.

Наиболее близким к изобретению является способ измерения разности фаэ ( двух когерентных сигналов, заключаю » щийся в том, что осуществляют амплитудную модуляцию измеряемого сигнала, складывают его с регулируемым по фазе опорным сигналом. детектируют суммарный сигнал и выделяют иэ огибаквцей суммарного сигнала составлякицую частотой амплитудной модуляции, амплитуду которого сводят к нулю путем изменения фазы опорного сигнала, а по изменению фазы опорного. сигнала относительно- исходного состояния, когда фазовый сдвиг равен нулю, судят о разности фаз двух когерентиых сигналов Г2 3 .

Для обеспечения высокой точности измерений нео6содимо, чтобы исследуемый. сигнал был на 40 дБ меньше, чем опорный, что сужает динамический диапазон изменения измеряемых амплитуд, 3 10049 а также ухудшает точность измерений в широком динамическом диапазоне;

Цель изобретения — обеспечение воэможности измерений разности фаэ двух когерентных сигналов в расширенном динамическом диапазоне изменения амплитуды измеряемого сигнала, в том числе и тогда, когда амплитуды опорного и измеряемого колебаний одного порядка, а также повышение точности изме- 10 рений.

Поставленная цель достигается тем, что согласно способу измерения разности фаз двух когерентных сигналов, заключающемся в том, что измеряемый сигнал 15 складывают с регулируемым по фазе опор ным сиги лом, детектируют суммарный сигнал Р выделяют из огибающей суммарного сигнала составляющую с часто- . . той модуляции, амплитуду которой сво- щ дят к нулю путем изменения фазы опорного сигнала, а по изменению фазы опорного сигнала относительно исходного состояния, когда фазовый сдвиг равен нулю судят о разности фаз двух коге- ую рентных сигналов, измеряемый сигнал подвергают фазовой манипуляции, при

:этом индекс фазовой манипуляции не должен быть равен nJt.

На чертеже изображена блок-схема З0 устройства, реализующего предлагаемый способ.

Устройство содержит фазовый модулятор 1, калиброванный стандарт 2 фазового сдвига, детектор 3, фильтр 4, осциллограф 5.

3S

Для измерения фазового сдвига когерентных сигналов U„и U2сигнал 01 пропускают через фазовый модулятор 1, который в прсцессе измерения управляет40

Π<+<—

2 (3) — <4 CТ.

fc(t))= значительно расширяет динамический диа-. пазон амплитуд измеряемого сигнала и повышает точность измерений в широком диапазоне.

После детектирования огибающая модулированного суммарного сигнала фильм руется фи паром 4 и индицируется осциллографом 5.

Из п оследнего выражения видно, что амплитуда сигнал,а (с (< )) изменяется, если Ч T-b ЧКх, а это говорит о том, что сигнал после детектирования не содержит составляющую с частотой манипуляции, a,ñëåéoÂàòåëüíî, выходной сиг нал равен нулю, при этом не требуется условия на соотношение амплитуд измеряемого и опориого сигналов, что ся прямоугольными импульсами с часто той F .

Измеряемый сигнал подвергают фазовой манипуляции

К„А ссо(<о С<АР„+Ч ) О<1<в

< <— х о

К„Аоcos (w 4+<< -V ) — <Ф < T о х м где Т вЂ” период модупирующего сигнала;

К Ао — амплитуда измеряемого сигнала;

Ь Ч вЂ” измеряемая фаза;

4„ „„- индекс фазовой манипуляции;

КХ вЂ” коэффициент, характеризующий затухание измеряемого сигнала по отношению к опорному.

Сигнал 02 пропускают через стандарт

2 фазового сдвига, который может быть реализован образцовым фазовращателем.

Затем опорный и измеряемый сигналы суммируются и поступают на детектор 3.

После сложения измеряемого сигнала с опорным получают результирующий сигнал вида

К„А соо(<о 1+А< „< „,)+

+А COS МОФ+Чэт 0(t42

К А cos(w Ф,+ВЧ(-Vj )+

ФА cos(w с+ < ) т < о Эт 2 (2) где 9Т регулируемая фаза опорного сигнала;

V<-- индекс фазовой модуляции.

Амплитуда сигнала C(t):

Ф ормула изобретения

Способ измерения разности фаз двух когерентных сигналов, заключающийся в том, что измеряемый сигнал складЫвйют с регулируемым по фазе опорным сигналом, детектируют суммарный сит

i604bii нал и выделяют на огибакацей суммарно-. го сигнала составляюшую с частотой модуляции, амплитуду которой сводят к нулю путем изменения фазы опорного сигнала, а по изменению фазы опорного сигнала относительно исходного состояния, когда фазовый сдВиг равен нулю, судят о разности фвз двух когерентных сигналов, отли чаюши йс я тем, что, с целью одновременного обеспече- 30 ния расширения динамического диапазона изменения амплитуды измеряемого, сигнала и повышения точности измереd ний, измеряемый сигнал подвергают фа-. зовой манипуляции, при этом индекс фазовой манипуляции не должен быть равен h3.

Источники информации, принятые во внимание при экспертизе

1. Авторское свидетельство СССР

¹ 471551, кл. Gt 01 Й 25/ОО, 1976.

2..Труды Института инженеров по электротехнике и радиоэлектронике, т, 55, № 6, "Мир, М., 1967, с, 254-256.

Составитель Н. Агеева

Редактор H. Воловик Техред Л.Пекарь Корректор И. Шулла

Заказ 1876/57 Тираж 708 Подписное

ВНИИПИ Государственного комитета СССР ло делам изобретений и открытий

113035, Москва, Ж 35, Раушская наб., д. 4!5

Филиал ППП Патент, г. Ужгород, ул. Проектная. 1