Радиоимпульсный фазометр

 

Изобретение служит для расширения частотного диапазона и диапазона длительностей измеряемых радиоимпульсных сигналов. Фазометр содержит триггер 1, ключ 2, цифровой индикатор 3, генератор 4 счетных импульсов, блок 11 управления, фазосравнивающий блок 12 и усилители-ограничители 9,10 в каналах фазометра. Уменьшение длительности измеряемых радиоимпульсных сигналов обусловлено использованием в каналах фазометра колебательных контуров (К) 7,8,с переменной добротностью и прерьшателей 5,6, а также блока 11 управления и фазосравннвающего блока 12. Запас энергии в К 7(8) производится при его низкой добротности (около единицы), т.е, происходит быстро. В то же время разряд К 7(8), во время которого производятся фазовые измерения, происходит при высокой добротности К 7(8) (более ста), т.е. медленно относительно времени его заряда. 2 ил. с 9 (Л

СОЮЗ СОВЕТСНИХ

СОЦИАЛИСТИЧЕСКИХ

РЕСПУБЛИК

„„80„„1402961 (51)4 G 01 R 25/00

ОПИСАНИЕ ИЗОБРЕТЕНИЯ

К ASTOPCHOMY СВИДЕТЕЛЬСТВУ

ГОСУДАРСТВЕННЫЙ НОМИТЕТ СССР

ПО ДЕЛАМ ИЗОБРЕТЕН1 1Й И ОТКРЫТИЙ (21) 4124196/24-21 .(22) 30.06.86 (46) 15.06.88. Бюл. Р 22

{72) А.А.Малинин и А.П,Соловьев (53) 621.317.373 (088.8) (56) Авторское свидетельство СССР

Р 885920, кл. G 01 R 25/00, 1979.

Соловов В.Я. Фазовые измерения.

M. Энергия, 1973, с. 28. (54) РАДИОИМПУЛЬСНЬЙ ФАЗОМЕХР (57) Изобретение служит для расширения частотного диапазона и диапазона длительностей измеряемых радиоимпульсных сигналов. Фазометр содержит триг1 гер 1, ключ 2, цифровой индикатор 3, генератор 4 счетных импульсов, блок

ll управления, фазосравниваюший блок

12 и усилители-ограничители 9,10 в каналах фазометра. Уменьшение длительности измеряемых радиоимпульсных сигналов обусловлено использованием в каналах фазометра колебательных контуров (К) 7,8,с переменной добротностью и прерывателей 5,6, а также блока 11 управления и фазосравнивающего блока 12. Запас энергии в

К 7(8) производится при его низкой добротности (около единицы ), т.е, происходит быстро. В то же время разряд К 7(8), во время которого производятся фазовые измерения, происходит при высокой добротности К 7(8) (более ста), т.е. медленно относительно времени его заряда. 2 ил, 1402961

Изобретение относится к радиотехнике и предназначено для измерения фазовых сдвигов радиосигналов, Цель изобретения — расширение

5 частотного диапазона и диапазона длительностей измеряемых радиоимпульсных сигналов.

На фиг.l приведена функциональная схема радиоимпульсного фазометра; на фиг.2 — функциональная схема блока управления.

Фааометр содержит последовательно .соединенные триггер 1, ключ 2 и циф ровой индикатор 3, являющийся выхо:дом фазометра, а также генератор 4 счетных импульсов, соединенный r вторым входом ключа 2. Кроме того, в каж дый из двух каналов фазометра введены последовательно соединенные пре- 20 рыватель 5(6), сигнальный вход которого является входом фазометра, колебательный контур 7(8) с переменными параметрами, усилитель-ограничитель 9 (1O), а также общие дпя двух каналов 25 фазометра блок 11 управления, и фазодравнивающий блок 12, входами соединенный с выходами усилителей-ограничителей 9 и 10, а выходом — с одним из входов триггера 1, другой вход 30 которого соединен с первым выходом блока 11 управления, входами соединенного с выходами усилителей-ограничителей 9 и 10, второй и третий выходы блока 11 управления соединены с управляющими входами прерывателей

5 и 6, четвертый и пятый — с управляющими входами колебательных контуров 7 и 8 с переменными параметрами, а шестой выход — с управляюшими вхо40 дом цифрового индикатора 3.

Блок 11 управления содержит последовательно соединенные сумматор 13, детектор 14, триггер 15 Шмитта, первый и второй ждущие мультивибраторы

16 и 17.

Фазометр работает следующим образомо

В исходном состоянии, перед поступлением на входы фазометра измеряемых радиоимпульсных сигналов, прерыватели

5 и 6 открыты, колебательные контуры

7 и 8 с переменными параметрами имеют низкую добротность, ключ 2 заперт и счетные импульсы с генератора 4 счетных импульсов не поступают в

55 цифровой индикатор 3. Поступающие на входы фаэометра радиоимпульсные сигналы проходят в каждом канале открытый прерыватель 5(б), колебательный контур 7(8), имеющий низкую добротность, усиливаются и ограничиваются по амплитуде в усилителе-ограничителе 9(10) ° При этом частоты настройки колебательных контуров 7 и 8 приблизительно соответствуют частоте несущей измеряемых. сигналов, но между собой не равны. Разность их частот равна величине, определяемой выражением где f частота следования,импульсов генератора счетных импульсов; частота настройки колебательных контуров 7 и 8 соответственно в измерительном и опорном каналах фазометра; при этом n — - 360 при дискретности измерений в 1, п — 3600 при дискретности измерений в 0,1 .

С выходов усилителей-ограничителей 9 и 10 сигналы поступают как на входы блока Il управления, так и на входы фаэосравнивающего блока 12.

По появлении этих сигналов на входах блока 11 управления производится синхронизация его работы. С выходов усилителей-ограничителей 9 и 10 радиоимпульсы поступают в блок ll управления, где суммируются в сумматоре 13 и детектируются детектором

14 огибающей. Импульсы с выхода детектора 14 поступают на триггер 15

Шмитта, который срабатывает по переднему фронту импульсов. Этим перепадом сбрасывается информация в цифроном индикаторе 3 и запускается первый ждущий мультивибратор 16, длительность импульса которого выбирается равной минимальной длительности измеряемого радиоимпульса, Задним фронтом импульса первого ждущего мультивибратора 1б запускается второй ждущий мультивибратор 17, длительность импульса которого устанавливается равной (или несколько больше) времени измерения максимальной разности фаз. Передним фронтом . этого импульса запираются прерыватели

5 и 6, переключаются (повьппаются) добротности колебательных контуров

7 и 8, переключается триггер 1, кото14О296) и 0

С2 С1 ка ">ки рым открывается ключ ?, и разрег ается счет импульсов генератора 4 счетных импульсов. Задним фронтом импульса второго ждущего мультивибратора 17

5 система возвращается в исходное состояние.

Измерение разности фаэ входных сигналов начинается, когда ключ 2, управляемый триггером 1, открывает- 1р ся и счетные импульсы с генератора 4 счетных импульсов начинают поступать в цифровой индикатор 3. В то же время измеряемые сигналы перестают поступать на колебательные контуры 7 15 и 8, и последние начинают относительно медленно разряжаться по экспоненциальному закону с частотами собственных колебаний f Е „ . При этом начальные фазы этих колебаний равны 2р фазам сигналов на выходах колебательных контуров 7 и 8 в момент времени

Считая, что фазовые сдвиги в каналах фазометра от его входов до выходов колебательных контуров 7 и 8 25 одинаковы, можно записать: » > о 1ки ко > где и, о — начальные фазы колебаний несущих входных измеряе- Зб мых сигналов фазометра, поступающих соответственно на входы измерительного и опорного каналов; — начальные фазы собственки> ко ных колебаний колебательных контуров 7 и 8 соответственно измерительного и опорного каналов при их разряде. 4О

Считая также фазовые сдвиги в усилителях-ограничителях 9 и 10 одинаковыми, можно сказать, что на входах фазосравнивающего блока 12 с момента времени t„ присутствуют сигналы с начальными фазами, имеющие разность, равную разности фаз входных измеряемых сигналов, и с частотами, соответственно равными f < Й „ .

Фазосравнивающий блок 12 выполняет функцию формирования импульса в момент времени, когда разность фаз входных сигналов фазосравнивающего блока 12 равна нулю. В общем виде математическое выражение, соответствующее этой функции фазосравнивающего блока 12, запищется в виде > кИ(2 >) >> » >> ко (>-2 1) Цо=O где>>к„,>>ко в круговые частоты собственных колебаний колебательных контуров 7 и

8 соответственно измерительного и опорного каналов.

Отсюда интервал времени 2 -С „, через который после закрытия прерывателя и повышения добротности колебательных контуров фазосравнивающий блок 12 вырабатывает импульс, определяется выражением

Импульс с выхода фазосравнивающего блока 12 подается на триггер 1 и переключает его в состояние, при котором выходное напряжение триггера 1, управляющего ключом 2, запирает его, В результате счетные импульсы с генератора 4 счетных импульсов перестают поступать в цифровой индикатор 3.

Таким образом, общее количество счетных импульсов, поступающих в цифровой индикатор 3 sa время определяется выражением

4и >о и.

Зто количество точно соответствует разности фаз измеряемых сигналов в единицах дискрета измерений. При дискрете в l и = 360 и N точно соответствует измеряемому фазовому сдвигу в градусах.

Цикл измерений фазометра заканчивается установкой его в исходное состояние по окончании действия измеряемых радиоимпульсных сигналов и процесса измерений фазометра (определяется в блоке 11 управления по предварительной информации о длительности радиоимпульсов).

Исходя из вьппеизложенного, частотные возможности предлагаемого фазометра ограничены частотным диапазоном измерительных каналов (прерыва.Ь телей 5 и б, колебательных контуров

7 и 8, усилителей-ограничителей 9 и 10 и фазосравнивающего блока 12 фазометра), которые в настоящее время реализуются на частотах порядка сотен мегагерц. В то же время цифровая часть фазометра (триггер 1, ключ

1402961

2, генератор 4 счетных импульсоВ, цифровой индикатор 3) работает на относительно низких частотах f n(fzо — Х „ ) и легко реализуема. ко ки

Уменьшение длительности измеряемых радиоимпульсных сигналов обусловлено использованием колебательных контуров 7 и 8 с переменной добротностью, в которых запас энергии

Колебательного контура 7(8) призводится при его низкой добротности (около

Единицы), т.е. происходит быстро. В то же время разряд колебательного кон ура 7(8), so время которого произВодятся фазовые измерения, происхоДит при высокой добротности (более

Ьта), т.е. медленно относительно вреМени его заряда., Использование изобретения позволит расширить частотный диапазон (в сторону увеличения частоты) и диапазон длительностей (в сторону уменьшения длительностей) измеряемых радиоимпульсных сигналов при различных соотношениях числа периодов

Высокочастотного заполнения импульtos и длительности импульсов.

Ф о р м у л а и з о б р в т е н и я

Радиоиульснь!й фазометрф содержа ций последовательно соединенные триг ер, ключ и цифровой индикатор, а также генератор счетных импульсов, соединенный с вторым входом ключа,, и первый и второй усилители-ограничители, отличающийся тем, что, с целью расширения частотного диапазона и диапазона длительностей измеряемых радиоимпульсных сигналов, в каждый из двух. каналов фазометра введены последовательно соединенные прерыватель, сигнальный вход которого соединен с входной клеммой файометра, и колебательный контур с переменными параметрами, а также общие для двух каналов фазометра блок управления и фазосравнивающий блок, входами соединенный с выходами усилителей-ограничителей, а выходом — с одним из входов триггера, другой вход которого соединен с первым выходом блока управления, входами соединенного с выходами уси1 лителей-ограничителей, при этом второй и третий выходы блока управления соединены с управляющими входами прерывателей, четвертый и пятый — с управляющими входами колебательных контуров с переменными параметрами обоих каналов фазометра, а шестой— с управляющим входом цифрового индикатора, при этом выходы колебательных контуров с переменными параметрами соединены с входами усилителейограничителей.

1402961

Щм2

Составитель М. Катанова

Техред Л.Сердюкова

Редактор И.Рыбченко

Корректор М.Демчик

Заказ 2853/35 Тираж 772 Подписное

ВНИИПИ Государственного комитета СССР по делам изобретений и открытий

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

Производственно-полиграфическое предприятие, г. Ужгород, ул. Проектная, 4

O Enn

/ блону f

Клону 8

Юдлс иу 5

h Злаку 3

/7 ДЕЛОНУ 7