Цифровой фазометр
ОПИСАНИЕ
ИЗОБРЕТЕН ИЯ (ii) 438940
Союз Советских
Социалистических
Республик
К АВТОРСКОМУ СВИДЕТЕЛЬСТВУ (61) Зависимое от авт. свидетельства (22) 3 а явлено 06.10.72 (21) 1834272/18-10 с присоединением заявки № (32) Приоритет
Опубликовано 05.08.74. Бюллетень № 29
Дата опубликования описания 23.01,75 (51) M. Кл. G 01г 25!00
Гасударственный комитет
Совета Министров СССР аа делам изобретений в открытий (53) УДК 621.317.772 (088.8) (72) Авторы изобретения
Г. В. Абрамов, Г. П. Вечканов и P. А. Вечканова
Куйбышевский авиационный институт (71) Заявитель (54) ЦИФРОВОЙ ФАЗОМЕТР
Изобретение относится к области фазоизмерительной техники.
Известны цифровые фазометры, состоящие из входного устройства (высокочастотная часть), устройства управления, генератора ооразцовой частоты, счетчика и выходного (индикаторного) устройства. Однако они не позволяют измерять фазовые сдвиги малых (соизмеримых с шумами) сигналов.
Цель изобретения — повышение чувствительности цифровых фазометров при достаточной точности и простоте схемы. Это достигается путем нового построения схемы фазометра с использованием параметрических генераторов во входном устройстве и статистического метода измерения. Применение двух параметрических генераторов в (измерительном и опорном) каналах повышает точность работы входного устройства. В схеме отсутствует промежуточное преобразование фазы во временной интервал. Использование параметрических генераторов в качестве фазовых нуль-органов и отсутствие промежуточного преобразования во временной интервал упрощает схему фазометра, а применение статистического метода повышает чувствительность прибора. Предлагаемый фазометр производит измерение фазы в пределах 0 + 180 .
На чертеже приведена блок-схема фазометра.
Она содержит высокочастотную часть, которая состоит из двух параметрических генераторов ПГ: измерительного (ИПГ) 1 и опорного (ОПГ) 2, буферных каскадов 3, 4 и 5, 5 двух фазовых детекторов 6 и 7, модулятора подкачки 8, генератора импульсов подкачки (ГИП) 9, смесителя 10, генератора низкой частоты 11, умножителя на два 12, фазовращателя 13. Импульсная часть включает че10 тыре усилителя-ограничителя 14 — 17, два инвертора 18 и 19, два логических элемента
«И»: < Фазометр работает следующим образом. Колебания U„, и У„ частотой й, сдвиг фаз между которыми необходимо измерить, подают на входы ИПГ 1 и ОПГ 2. Кроме того, Р0 колебания поступают через буферный каскад 5 на смеситель 10, в котором эти колебания складываются с низкочастотными колебаниями частотой», поступающими от генератора ! 1. Схема смесителя выполнена таким обра2б зом, что исключает в выходном сигнале наличие паразитных гармонических составляющих. В связи с этим фаза сигнала на выходе смесителя 10 меняется линейно относительно фазы высокочастотных колебаний. С выхода сме30 сителя колебания частотой <а=о+» поступают 438940 15 на умножитель частоты 12, в котором применены меры для подавления первой гармоники. С выхода умножителя 12 колебания с частотой 2в, являющиеся колебаниями накачки, идут на модулятор 8, где модулируются импульсами, поступающими от ГИП 9 и периодически запускают ИПГ 1 и ОПГ 2. Генератор 9 генерирует импульсы, положения которых от периода к периоду низкой частоты v случайны и распределены по равномерному закону. Радиоимпульсы параметрических колебаний с выходов генераторов 1 и 2 через буферные каскады 3 и 4 поступают на входы фазовых детекторов 6 и 7, на вторые входы которых идут опорные колебания с выхода смесителя 10 через фазовращатель 13, обеспечивающий нормальную работу фазовых детекторов, В зависимости от состояний параметрических генераторов на выходах фазовых детекторов формируются разнополярные импульсы, которые подаются в импульсную часть схемы. На входе ее с помощью усилителей-ограничителей 14, 15, 16 и 17 и инверторов 18 и 19 происходит формирование и разделение импульсов, соответствующих состояниям «О» или «1» для ОПГ и ИПГ. Если условно принять за начало отсчета фазы точку перехода ОПГ из состояния «1» в состояние «О», то измеряемая фаза будет пропорциональна отрезку между границами перехода «1» и «О» у ОПГ и ИПГ, Импульсы с выходов усилителей-ограничителей 14 — 17 поступают на схемы «И»оо — 20 и «И»о — 21. Схема «И»вс — 20 вырабатывает импульсы, соответствующие состоянию «О» для ОПГ и ИПГ и поступающие на схему распознавания знака. Схема «И»щ — 21 вырабатывает импульсы, соответствующие состоянию «О» для ОПГ и «1» для ИПГ, поступающие на счетчик фазы 26 и на схему распознавания знака 25, Заполнение счетчика фазы 26 производится за время, определяемое общим счетчиком 24. Схема распознавания знака необходима для исключения неоднозначности измерения фаз в интервале 180 . При соотношении сигнал — шум, близком к 1 мгновенное значение фазы может 45 изменяться в широких пределах, что вблизи точек 0 и 180 может привести к частым переменам знака. Поэтому определение знака, как и измерение фазы, производится статистическим методом. Импульсы со счетчика фазы 26 и схемы распознавания идут на выходное индикаторное устройство, Запуск схемы и сброс в исходное состояние происходит по команде «запуск». При этом триггер 23 устанавливается в такое состояние, при котором ключ 22 открывается и импульсы с генератора 9 начинают поступать на общий счетчик и на схему распознавания знака 25. Общий счетчик, задающий время анализа, рассчитан на количество импульсов, кратное 180, для обеспечения индикации фазы десятичным числом. Предмет изобретения Цифровой фазометр, содержащий опорный и измерительные каналы, состоящие из усилителей, инверторов, схемы «И», а также ключ, триггер ключа, счетчик фазы, индикатор, отличающийся тем, что, с целью повышения чувствительности и точности фазометра, в опорный и измерительные каналы введены параметрические генераторы, буферные каскады, фазовые детекторы, смесители, генератор низкой частоты, умножитель на 2, модулятор подкачки, генератор импульсов подкачки, фазовращатель, входы параметрических генераторов соединены с входными клеммами фазометра, а выходы через буферные каскады— со входами фазовых детекторов, причем вход параметрического генератора опорного сигнала одновременно через буферный каскад, смеситель подключен к генератору низкой частоты, выход смесителя через умножитель частоты и модулятор подкачки соединен как со входами подкачки параметрических генераторов, так и через фазовращатель — со вторыми входами фазовых детекторов, второй вход модулятора подкачки соединен с генератором импульсов подкачки, а выходы фазовых детекторов соответственно подключены к усилителям-ограничителям и инверторам. 438940 Им 7ул,сная cxewa Корректор 3. Тарасова Редактор О. Филиппова Типография, пр. Сапунова, 2 Составитель Л. Прохорова Техред Л. Акимова Заказ 3706/15 Изд, № 134 Тираж 678 Подписное ЦНИИПИ Государственного комитета Совета Министров СССР по делам изобретений и открытий Москва, Ж-35, Раушская наб., д. 4/5
