Фазовый детектор

 

Изобретение относится к области радиотехники. Целью изобретения является повышение точности за счет расширения диапазона однозначного измерения при сохранении высокой крутизны характеристики. Указанная цель достигается за счет введения в известное устройство, содержащее два ограничителя 1-1 и 1-2, вычитатель 3-1 и сумматор 2-1 радиосигналов, два детектора 4-1 и 4-2 и вычитатель 5-1, фазовращателя на 90° 6, сумматора 2-2 и вычитателя 3-2 радиосигналов, двух детекторов 4-3 и 4-4 и вычитателя 5-2, при помощи которых формируется детекторная характеристика с высокой крутизной с другим характером неоднозначности нежели у основного измерителя, а также порогового блока 10, источника 8 фиксированного напряжения, сумматора 7 и перемножителя 9, которые устраняют неоднозначность измерителя. 2 ил.

1478290

Изобретение относится к радиотехнике и может использоваться для сравнения фаз двух взаимно независимых электрических колебаний.

Цель изобретения — повышение точности, т.е, расширение диапазона однозначного измерения разности фаз до «-180 при сохранении высокой крутизны характеристики измерителя.

На фиг.1 изображена структурная схема предлагаемого устройства; на фиг.2 — зависимости напряжения в различных точках предлагаемого устройст ва от разности фаз входных напряже- 15 ний.

Фазовый детектор содержит ограничители 1-1 и 1-2, сумматоры 2-1

2-2 радиосигналов, вычитатели 3-1 и

3-2 радиосигналов, детекторы 4-1 — 20

4-4, вычитатели 5-1 и 5-2, фазоврао щатель 6 на 90, сумматор 7, источник 8 фиксированного напряжения, перемножитель 9, пороговый блок 10.

На фиг.2 обозначены1 Y, — напря- 25 жение на выходе вычитателя 5-1; Y напряжение на выходе вычитателя 5-2;

Y — напряжение на выходе сумматора

7; Y — напряжение на выходе порогового блока 10-, Y " напряжение на 30 выходе перемножителя 9, 1

Устройство содержит два ограничителя 1-1 и 1-2, выходы ограничителя

1-1 соединены с первыми входами сумматоров 2-1 и 2- 2 радиосигналов, а также первыми входами вычитателей

3-1 и 3-.2 радиосигналов, выход ограничителя 1-2 соединен с вторыми входами сумматора 2-1 радиосигналов и вычитателя 3-1 радиосигналов, а так- 40 о же через фазовращатель 6 на 90 соединен с вторыми входами сумматора

2-2 радиосигналов и вычитателя 3-2 радиосигналов, Выход сумматора 2-1 радиосигналов подключен к входу де- 45 тектора 4-1, Выход вычитателя радиосигналов подключен к входу детектора

4-2. Выходы детекторов 4-1 и 4-2 соединены с входами вычитателя 5-1. Выход .сумматора 2-2 радиосигналов подключен к входу детектора 4-3. Выход вычитателя 3-2 радиосигналов подклю- чен к входу детектора 4-4. Выходы детекторов 4-3 и 4-4 соединены с входами вычитателя 5-2 ° Выход I3bIIHTGTe ля 5-1 соединен с одним входом сумма- тора 7. Источник 8 фиксированного напряжения подключен к другому входу сумматора 7. Выход сумматора 7 соединен с одним входом перемножителя

9. Выход вычитателя 5-2 подключен к входу порогового блока 10, выход которого соединен с другим входом перемножителя 9, выход которого является выходом устройства.

Устройство работает следующим образом.

На входы подаются синусоидальные напряжения одной частоты

UI = А,cos(Ot + tp, ), П = А cos(gt +(р ), После ограничения по амплитуде в ограничителях 1-1 и 1-2 они становятся одинаковой амплитуды

U< = А cos(Qt + Cp, );

11 = А cos(Qt +(), где А — уровень ограничения.

Амплитуда напряжения на выходе сумматора 2-1 радиосигналов равна

А W 2

Амплитуда напряжения на выходе вычитателя 3-1 радиосигналов равна

А М г.

Эти амплитуды выделяются детекторами 4-1 и 4-2, на выходе вычитателя

5-1 получаем напряжение У

Y =А — А = 2Acos(— — — -)

q 1 — V2.

А, Ч 2 1 — зхп(— — — -) ), 2 о

За счет сдвига на 90 одного из входных напряжений фазовращателем 6 амплитуда напряжения на выходе сумматора 2-2 радиосигналов равна

А (Ж Ц

Амплитуда напряжения на выходе вычитателя 3-2 радиосигналов равна

А 11 (p

Эти амплитуды выделяются детекторами 4-3 и 4-4, на выходе вычитателя

5-2 получаем напряжение с,- р, Y = А — А = 2А sin(— — — + 45-) а. (2

Ч 2 Π— cos(— — — - + 45 )

Напряжение Y однозначно связано с разностью фаз (q, — g ) лишь в преде1478290 лах изменения разности фаз от 0 до а напряжение Y — в пределах от

- n/2 до Т/2. Зависимость напряжений

Y u Y от разности фаэ (Cp — Ч ) показана на фиг.2 а, б. Последующая часть схемы устраняет эту неоднозначность. Напряжение Y поступает на сумматор 7, где оно суммируется с постоянным напряжением от источника

8 фиксированного напряжения, равным

-2А. Результирующее напряжение У> (Y< — 2А) (фиг.2 в) поступает на один вход перемножителя 9. На другой вход перемножителя 9 поступает стандартное напряжение (равное, например, +1), знак которого определяется знаком напряжения Y . Это стандартное напряжение У<(фиг,2 г) вырабатывается пороговым блоком 10, порог которого устанавливается на нулевом уровне.

В результате на выходе перемножителя

9 формируется напряжение Y, пропорциональное разности фаэ входных напряжений в диапазоне +180 (фиг.2 д)

Техническим преимуществом предлагаемого устройства является расширение диапазона однозначного измерения разности фаэ до + 180 при сохране-. нии высокой крутизны детекторной характеристики, За счет этого точность измерения разности фаз повышается в среднем по диапазону однозначного измерения на 25Х.

Формула изобретения

Фазовый детектор, содержащий два ограничителя, входы которых являются входами фазового детектора, сумматор радиосигналов и вычитатель радиосигналов, входы которых попарно объединены И подключены к выходам ограничителей, два детектора, подключенные соответственно к выходам сумматора радиосигналов и вычитателя радиосигналов, вычитатель, входы которого подключены к выходам детекто"

I ров,отличающийся тем, что, с целью повышения точности, в о него введены фазовращатель на 90 второй сумматор радиосигналов и вто15 рой вычитатель радиосигналов, первые входы которых соединены с выходом первого ограничителя, а вторые входы соединены с выходом второго огранио цителя через фазовращатель на 90 второй вычитатель, третий и четвертый детекторы, входы которых подключены соответственно к выходам второго сумматора радиосигналов и второго вычитателя радиосигналов, а выходы

25 соединены с входами второго вычитателя, а также введен пороговый блок и последовательно соединенные источник фиксированного напряжения, сумматор и перемножитель, причем второй вход сумматора соединен с выходом первого вычитателя, вход порогового блока соединен с выходом второго вычитателя, а выход порогового блока подключен к второму входу перемножителя, выход которого является выходом фазового детектора.

Составитель А.Старостина

Редактор А,Мотыль Техред Л.Сердюкова Корректор Э.Лончакова.

Заказ 2370/52 Тираж 885 . Подписное

ВНИИПИ Государственного комитета по изобретениям и открытиям при ГКНТ СССР

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

Производственно-издательский комбинат "Патент", r.Óæãîðoä, ул. Гагарина, 101