Измеритель разности фаз

 

тт

«

О П И С А Н И Е (11>4ssisi

ИЗОБРЕТЕН ИЯ

Союз Советских

Социалистимеских

Республик

К АВТОРСКОМУ СВИДЕТЕЛЬСТВУ (61) Зависимое от авт. свидетельства (22) Заявлено 21.05.73 (21) 1919689/18-10 (51) М. Кл. с присоединением заявки Ь

G,01 > 25/00

Гасударственный комитет

Совета Министров СССР по делам изобретений и открытий (32) Приоритет—

Опубликовано 25.04.75. Вюллетень № 15

Дата опубликования описания 22.04.75 (5З) УДК 621.317.772 (088. 8) (72) Автор . изобретения

Л. Д. Огороднийчук (71) Заявитель Киевский ордена Ленина политехнический институт имени 50-летия

Великой Октябрьской социалистической революции (54) ИЗМЕРИТЕЛЬ РАЗНОСТИ ФАЗ

1 о

Изобретение относится к фазовым измерениям и может быть использовано в различных областях радиоэлектроники для наблюдения и контроля разности фаз двух сигналов и фазовых характеристик четырехполюсников.

Известный измеритель разности фаэ, содержащий два измерительных канала, в каждом из которых последовательно включены смеситель и фильтр, третий смеситель, вклю-щ ченный между фильтрами суммарной и разностной частоты, подключенных ко входам смесителей соответствующих измерительных каналов, генератор, связанный со входом третьего смесителя, сумматор и индикатор, 15 характеризуется наличием амплитудно-фазовой погрешности измерения разности фаэ, а также погрешностями, обусловленными неиндентичностью и нестабильностью характеристик узлов при независимых изменениях 20 амплитуд сигналов в широком динамическом диапазоне и автоматизация измерений,, Бель изобретения — уменьшение амплитудно - фазовой погрешности измерения разности фаз при независимых изменениях 25

2 амплитуд сигналов в широком динамическом диапазоне и автоматизация измерений.

Это достигается тем, что измеритель разности фаэ снабжен коммутатором, подклю., ченным ко входам измерителя, дополнительными генератором, смесителем и сумматором, причем выход дополнительного гене ратора через последовательно соедиценные дополнительный смеситель и коммутатор подключен ко входу дополнительного сумматора, снабжен четвертым фильтром> включенным между выходом дополнительного смВ.. сителя и вторым входом дополнительного сумматора, двумя дополнительными фильтрами, входами связанных между собой, схемой сравнения, включенной между выхода- ми дополнительных фильтров и входами

;смесителей измерительных каналов и третьего смесителя, а также двумя усилителями, с автоматической регулировкой усиления, один из которых включен между выходом сумматора и входом индикатора, к которо му также подключен выход дополнительно-! го генератора, а другой — между выходом

, дополнительного сумматора и входами доI

468188

3 полнительных фильтров, причем второй его; вход подключен также к одному из выходов схемы сравнения.

На чертеже приведена схема предлагаемого измерителя.

Измеритель разности фаз содержит ком- мутатор 1 смесители 2-5; генераторы

;6, 7 опорных синусоидальных колебаний; фильтры 8-14, сумматоры 15, 16, усили- тели 17, 18 с автоматической регулировкой усиления (АРУ); схему 19 сравнения, индикатор 20.

Измеритель разности. фаз работает следующим образом.

На входы измерителя подаются два сравниваемых по фазе сигнала одной частоты.

Один чз сигналов преобразуется в сигнал другой частоты, для него он поступает через коммутатор 1 на преобразователь частоты, состоящий из смесителя 2, дополнительного генератора 6 опорных синусои дальных колебаний и фильтра 8. Преобразованный сигнал суммируется со вторым входным сигналом, поступающим через коммутатор 1, в линейном устройстве — сумматоре15, после чего они совместно уси- ливаются в одинаковое число раз усилителем 17 с АРУ, на выходе которого включены фильтры 9 и 10 для разделения сигналов.

Требование разделения усилительных сигналов по частоте обеспечивается как.выбором фильтров с соответствующими характеристиками, так и разносом частот входных сигналов за счет преобразования одного из них.

Разделенные фильтрами сигналы поступают на отдельные входы схемы 19 сравнения, которая сравнивает сигналы по уровню и при превышении одним сигналом уровня другого сигнала на 1-2 дб вырабатывает управляющее напряжение. Это напряжение чоступает на коммутатор 1, который автоматически переключает входные сигналы так, что обеспечивается подключение сигнала с большей амплитудой на один и тот же вход измерителя и, соответственно, на один и тот же выход устройства сравнения, а сигнала с меньшей амплитудой - на другой вход измерителя. Если неравенство сигналов пе превышает наперед заданное значение, например + (1-2) дб, то сигналы не переключаются, что обеспечивает устойчивую работу при равенстве амплитуд.

Больший сигнал с выхода схемы 19 сравнения поступает, во-первых, на усилитель 17 для осуществления АРУ, благодаря чему. его уровень поддерживается большим и по-

1 стоянным дажр при изменении уровня это\

4 го сигнала на входе измерителя в пределах; . заданного динамического диапазона, и вовторых, на один. вход смесителей 3 и S измерительных каналов, как опорный сигнал.

5 .Меньший сигнал поступает на один вход .смесителя 4 обшего канала, на второй вход которого в качестве опорного поступает сигнал от генератора 7 опорных синусоидальных колебаний.

10 Сигналы с выхода смесителя 4 разделяются фильтрами суммарной частоты 11 и разностной частоты 12. Выделенные сигна-: лы поступают на вторые входы соответственно смесителей 3 и 5, где опять преобра

15 зуются. Из полученных после преобразования в каждом измерительном канале сигналов выделяют фильтрами 13 и 14 составля, ющие разностной частоты, которые содержат информацию о разности фаз и имеют одина20 ковые амплйтуды. Они поступают на сумматор 16 и усиливаются в усилителе 18 с

; АРУ до . определенного уровня. После усиления сигналы поступают на усилитель 18 для осуществления АРУ и на индикатор 20

25 для дальнейшей обработки и индикации разности фаз. Для этого на индикатор 20 поступает также напряжение, например, от дополнительного генератора 6 опорных синусоидальных колебаний.

30 Обработка напряжений в индикаторе мо- жет производиться одним из известных способов. Она сводится к получению из поступа ющих в.индикатор сигналов двух напряжений одинаковой частоты, на которой производит35ся измерение разности фаз. При каждом переключении сигналов коммутатором 1 изменяется знак измеряемой разности фаэ.

Для того чтобы показания индикатора не изменялись, необходимо одновременно про40 изводить переключение, например, входов стрелочного указателя индикатора фазы (управляющая связь от схемы 19 сравнения к коммутатору 1 и индикатору 20 на чертеже показана пунктиром).

46—

Предмет изобретения

1 t

Измеритель разности фаз, содержащий два измерительных канала„в каждом из которых последовательно включены смеситель и фильтр, третий смеситель, включенный между фильтрами суммарной и разностной

05 частоты, подключенных ко входам смеси-: телей соответствующих измерительных кана- лов, генератор, связанный со входом третьего смесителя, сумматор и индикатор, 468188

5 6 0 т л и ч а ю шийся тем, что, с целью:матора, двумя дополнительными фильтрами, уменьшения амплитудно-фазовой погрешно- . входами связанных между собой, схемойсти измерения разности фаз при независи- сравнения> включенной между выходами мых изменениях амплитуд сигналов в широ-, " дополнительных фильтров и входами смесите ком динамическом диапазоне и автоматиза-: 5 лей измерительных каналов и третьего смесипии измерений, он снабжен коммутатором, < ттеелляя, а также двумя усилителями с автома подключенным ко входам измерителя, допол- тической регулировкой усиления, один из нительными генератором, смесителем и сум-, которых включен между выходом сумматора матором, йричем выход дополнительного гене- и входом индикатора, к которому также ратора через последовательно соединенные 10 подключен выход дополнительного : генерадополнительный смеситель и коммутатор . тора. а другой - между выходом дополниподключен ко входу дополнительного сумма- тельного сумматора и входами дополнитель тора, снабжен четвертым фильтром, включен-, ных фильтров, причем второй его вход подк, ным между выходом дополнительного смеси- лючен также к одному из выходов1 схемы теля и вторым входом дополнительного сум- 15 сРавнения.