Способ определения погрешности измерения фазовых сдвигов

 

Изобретение относится к радиоизмерительной технике. Цель изобрететения - расширение диапазона поверяемых углов в область малых углов и уменьшение времени измерения. Способ осуществляют путем подачи сигнала с выхода генератора (Г) 1 синусоидальных , сигналов через фазовращатель 2 на измеритель (И) 7 ослабленного и фазового сдвига и с выхода Г 1 на опорный вход и 7 соответственно. Измеряют амплитуду и фазовый сдвиг сигнала , поступающего на измерительный вход поверяемого И 7 через сумматор 6. На первый вход последнего сигнал подается с фазовращателя 2, обеспечивающего фазовый сдвиг между сигналами на входах сумматора 90, через ключ (к) 3 и регулируемый аттенюатор 5, на второй вход - с выхода Г 1 через ключ 4. Вычисляют значение фазового сдвига сигнала при включенных К 3 и 4 относительно сигнала при включенном и отключенном К 3 по формуле If ,arctgA /A, где А, - измеренная амплитуда сигнала на измерительном входе при включенном К 3 и выключенном К 4 А - измеренная амплитуда сигнала на измерительном входе при отключенном К 3 и включенном К 4, и сравнивают вычисленное значение с разностью измеренных значений фазовых сдвигов. 3 ил. ю (Л

СООЗ СОВЕТСКИХ

СОЦИАЛИСТИЧЕСКИХ

РЕ СГ} У 5 Л И )-(„„su„,: 1437817 a1 (51)4 G 01 R 35 00

f3, ИВЛОЕВ;„ ; г !

И A BTGPCHOMV СВИДЕТЕЛЬСТВУ

ГОСУДАРСТВЕННЫЙ НОМИТЕТ СССР

ПО ДЕЛАМ ИЗОБРЕТЕНИЙ И ОТКРЫТИЙ (21) 4225625/24-21 (22) 02.04.87 (46) 15. 11.88. Бюл. N- 42 (72) В.Н.Бахтин и Н.В.Бычков (53) 621.317.761 (088.8) (56) Методика поверки электронных фазометров. — M., 1976.

Смирнов П.В. Цифровые фазометры.

Л.: Энергия, 1974„ с,128. (54) СПОСОБ ОПРЕДЕЛЕНИЯ ПОГРЕШНОСТИ

ИЗМЕРЕНИЯ ФАЗОВЫХ СДВИГОВ (57) Изобретение относится к радиоиз" мерительной технике. Цель изобрететения — расширение диапазона поверяемых углов в область малых углов и уменьшение времени измерения. Способ осуществляют путем подачи сигнала с выхода генератора (Г) 1 синусоидальных сигналов через фазовращатель 2 на измеритель (И) 7 ослабленного и фазового сдвига и с выхода Г 1 на опорный вход И 7 соответственно. Измеряют амплитуду и фазовый сдвиг сигнала, поступающего на измерительный вход поверяемого И 7 через сумматор

6. На первый вход последнего сигнал подается с фазовращателя 2, обеспечивающего фазовый сдвиг между сигналами на входах сумматора 90", через ключ (К) 3 и регулируемый аттенюатор

5, на второй вход — с выхода Г 1 через ключ 4. Вычисляют значение фазового сдвига сигнала при включенных

К 3 и 4 относительно сигнала при включенном и отключенном К 3 по формуле ц =агссдА /A,, где А, — измеренная амплитуда сигнала на измерительном входе при включенном К 3 и выключенном К 4; А — измеренная амплитуда сигнала на измерительном входе при отключенном К 3 и включенном

К 4, и сравнивают вычисленное значение с разностью измеренных значений фазовых сдвигов. 3 ил.

1437817

Изобретение относится к радиоизмерительной технике, в частности к способам определения погрешности измерения фазового сдвига, при поверке измерителей ослабления и фазового сдви5

ra, калибровке образцовых мер фазового сдвига.

Цель изобретения — расширение диапазона поверяемых углов в область малых углов и уменьшение времени измерения.

На фиг;1 приведено устройство, реализующее способ определения погрешности малых фазовых углов, на фиг.2 устройство для испытания способа определения погрешности малых фазовых сдвигов; на фиг.3 — результаты определения расчетных и экспериментальных значений погрешности.

Устройство, реализующее способ, содержит генератор 1 синусоидальных сигналов, фазовращатель 2, первый 3 и второй 4 ключи, регулируемый аттенюатор 5, сумматор 6, измеритель 7 ослабления и фазового сдвига. Выход генератора 1 синусоидальных сигналов соединен с входом первого ключа 3 через фазовращатель 2 и с входом второго ключа 4, а выход первого ключа

3 через регулируемый аттенюатор 5 и выход второго ключа 4 соединены с входами сумматора 6, выход которого соединен с измерительным входом измерителя 7 ослабления и фазового сдвига. 35

Устройство для испытания способа дополнительно содержит фаэометр 8, первый вход которого соединен с выходом генератора 1 синусоидального сигналов, а второи — с выходом сумма40

А1 s in(V -× )

А +А,сов(ц -q,) откуда следует, что

A, sin(Qz- 4d)

А +А„соэ(ц -К,)

"(с т ф

3-1 с/ A„ (3) dodd- z1+zz z Ас j(EA -ZAd) + I — + ссс(- ): с(-ц))1 (4) 50 РЛ Л )+ (М 9 )J ° (6) Пусть М- 9,=90, а Л „/A<= ус1, Тогда

Для проверки предлагаемого способа имеется устройство (на фиг.2).

Углы фазового сдвига измеряются фаз метром 8 (й51?6), а уровни (амплитуА

= arcing -1- = arctgy, (5)

3- L А где УЛ,= А „/A; — относительная погрешность измерения

А „ i=1 2. тора 6 и входом измерителя 7 ослабления, Определение погрешности измерения малых фазовых сдвигов производится следующим образом.

Измеряется амплитуда сигналов на измерительном входе поверяемого измерителя ослаблений и фазового сдвига 7, поступающих с сумматора 6, на первый и второй входы которого подаются сигналы с генератора 1 через фазовращатель 2, первый ключ 3, регулируемый аттенюатор 5 и второй ключ

4 соответственно.

Пусть Л, и А. — амплитуды сигналов на измерительном входе измерителя 7 при включенном первом ключе 3 и отключенном втором ключе 4 и при включенном ключе 4 и выключенном ключе 3 соответственно,, и с — разность фазовых сдвигов при включенном ключе

4 и выключенном ключе 3 и при включенном ключе 3 и выключенном ключе 4 соответственно.

Тогда, если ц — фазовый сдвиг сигнала при включенных ключах 3 и 4 относительно сигнала при включенном ключе 4 и выключенном ключе 3, то

Погрешность воспроизведения угла М, обусловленная погрешностью измерений dA„, dA и d(g — g) имеет в вид. ! з 143781 ды) сигналов — измерителем ослабления 7 (Д1-17); сигнал с частотой 6,5 МГц подавался с генератора 1 (Г4-158).

На фиг.3 точками обозначены раз5 ности между вычисленными по формуле (5) и измеренными фазометром 8 значениями углов фазового сдвига. Сплошная линия отражает теоретические оцен- 10 ки погрешности определения .угла согласно формуле (6) . Учтена систематическая погрешность фазометра, равная о

0,3 ; выражение (А„-А,) имеет значение 0,2, если А, меньше А на 10 дБ, 0,4 — на 20 дБ, 0,6 — на 30 дБ соответственно, Ь - ж =90, а д (4,— q,) =0 6 с.

Так ы образом, предлагаемый способ поверки позволяет расширить диапазон поверяемых углов в области малых углов, при этом поверка реализуется для любых в этой области углов, 2б а не только для углов 360 /G где

G — - целое число.

Предлагаемый способ за счет использования измерения амплитуд сигналов от двух каналов и установки фа- gp зового сдвига, равного 90 между нис ми с последующей математической обработкой позволяет расширить диапазон поверяемых углов в части малых углов, а также сократить количество операций, например, для углов 90, 10 и 5, количество операций соответственно уменьшается в 8, 24 и 48 раз. При этом с уменьшением величины угла уменьшается и его абсолютная погрешность воспроизведения.

Кроме того, способ дает возможность со значительно меньшими затратами автоматизировать проведение по- 45 верки измерителя.

4

Формула изобретения

Способ определения погрешности измерения фазовых сдвигов, основанный на введении некалиброганного фазового сдвига во входной испытательный сигнал для формирования испытательного сигнала, подаваемого на клемму для подключения измерительного входа поверяемого измерителя, подают входной испытательный сигнал на клемму для подключения опорного входа поверяемого измерителя, о т л и ч а юшийся тем, что, с целью расширения диапазона измеряемых углов, в область малых углов и уменьшения времени измерения, во входной испытательный сигнал вводят 90С-ный фазовый сдвиг, испытательный сигнал, подаваемый на клемму для подключения измерительного входа поверяемого измерителя с некалиброванным фазовым сдвигом, формируют путем суммирования входного испытательного сигнала с сигналом, ортогональным ему, задают величину фазового сдвига, регулируя амплитуду сигнала, ортогонального входному испытательному сигналу, измеряют амплитуды ортогональных составляющих испытательного сигнала на измерительном входе поверяемого измерителя, по которым вычисляют истинное значение фазового сдвига на входе по веряемого измерителя фазового сдвига по формуле

А, = arctg —, А 1 где А, — амплитуда сигнала, ортогонального вхо) ному испытательному сигналу;

A — амплитуда входного испытательного сигнала, и определяют погрешность измерения фазового сдвига по разности истинного и измеренного поверяемьпч измерителем значений фазового сдвига.

1437817

Фиг.J

Составитель М. Катанова

Техред Л.Сердюкова Корректор Л.Пилипенко

Редактор JI Ï÷åëèíñêàÿ

Заказ 5891/47

Тираж 772 Подписное

BIIHHIIH Государственного комитета СССР по делам изобретений и открытий!!3035, Москва, Ж-35, Раушская наб., д. 4/5

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