Широкополосный автоматический фазометр

 

ОПИСАНИЕ

ИЗОБРЕТЕНИЯ

К АВТОРСКОМУ СВИДЕТЕЛЬСТВУ

Соаоз Советских

Социалистических

Республик (д) 597963 (61) Дополнительное к авт, свнд-ву (22) Заявлено 031276(2l) 2193841/18-21 с присоединениеие заявки М (23) Приоритет (43) Опубликовано 15л378. Бюллетень И 10 (45) Дата опубликования описания,170278 (5!) М. Кл.

2 тт 01 М 25/00

Гааударатиаииыи кавитет

Вааета Миииатрае COOP иа иеиеа иьаератеиий и етирытиа (б3) УДК 621 ° 317.77 (088. 8) (72) /авторы изобретения

Н.С. Жилин, Л.С. Субботин и С.Х. Симон (71) Заявитель

Томский институт автоматизированных систем управления и радиоэлектроники (54) ШИРОКОПОЛОСНЫЙ ABTOMATH×ÅÑKÈÈ ФАЗОМЕТР

Широкополосный автоматический фаэометр относится к классу приборов радиоиэмерительной техники и предназначен для измерений разности фаз двух когерентных сигналов с повышенной точностью и быстродействием.

Известен автоматический фаэометр с системой ФАПЧ в динамическом режиме, содержащий в двух каналах смесители, выходы которых через фильтры подключены к цифровому индикатору с управляеьым гетеродином, причем один из входов управляемого гетеродина подсоединен к генератору качающейся частоты, а другой вход управляемого гетеродина подключен к системе фаэовой автоподстройки частоты, вход которой подключен между смесителем и фильтром первого канала.

При работе фаэометра иэмеряемые- . сигналы подаются на входы смесителей.

Частота гетеродина с помощью генератора качающейся .частоты изменяется по пилообразному закону. При попадании частоты гетеродина в полосу захвата на выходе фильтров образуются пачки, промежуточной частоты, которые поступают в цифровой индикатор1 где происходит измерение разности фаэ и выдача результатов в цифровой форме.

Все операции производятся автоматически и не требуют вмешательства оператора.

Недостатком фаэометра является неоднозначность измерения, обусловленная возможностью захвата частоты подстраиваемого гетеродина на гармониках сигнала. Кроме того, в результат измерения вносится амплитудно-, фаэовая пог10 решиость цифрового индикатора и низкочастотного тракта при работе в диапазоне амплитуд входных сигналов.

Поэтому при .ослаблении входного сигнала в .одном иэ каналов на 60-80 дб

18 результаты измерения теряют достоверность

Целью изобретения является устранение амплитудно-фазовой погрешности в широком диапазоне частот и ампли29 туд входных сигналов.

Цель достигается тем, что в широкополосный автоматический фазометр, содержащий в двух каналах смесители, входы которых подключены к подстраиваемому гетеродину, причем выход второго смесителя через фильтр нижних частот подключен к системе фаэовой автоподстройки частоты, введены два узкополосных усилителя-ограничителя, устройство управления, реверсный

597983 счетчик, запоминающее устройство, фазоиндикатор, генератор эталонного импульса, формирователь импульса запуска, схема сравнения и последовательно связанные задающий генератор, формирователь напряжения поиска и сумматор, выход которого подключен к подстраиваемому гетеродину, а вход сумматора связан с системой фазовой автоподстройки частоты, причем к выходу задающего генератора подключено устройство управления, один выход которого подключен к запоминающему устройству, связанному с фаэоиндикатором, а другой выход устройства управления присоединен к первому входу реверсного счетчика, между вторым входом которого и входом генератора эталонного интервала подключен выход схемы сравнения, один вход кото-, рой связан с другим входом генератора эталонного интервала и со вторым счетным входом реверсивного счетчика к через узкополосный усилитель-ограничитель подключен к выходу смесителя .второго канала, а другой вход схемы сравнения присоединен между выходом генератора эталонного интервала .и входом формирователя импульса запуска, выход которого подключен к запоминающему устройству, вход которого подключен к выходу реверсивного счетчика, первый счетный: вход которого через другой узкополосный усилительограничитель связан с выходом смесителя первого канала.

На чертеже показана блок-схема предлагаемого фазометра, содержащего смесители 1 и 2, подстраиваемый гетеродин 3, сумматор 4, фильтры нижных частот 5, систему 6 фазовой автоподстройки частоты, узкополосные усилители-ограничители 7 и 8, формирователь 9 напряжения поиска, задающий генератор 10, устройство ll .управ

Ления, реверсивный счетчик 12, запоминающее устройство 13, фаэоиндикатор 14, генератор 15 эталонного импульса, формирователь 16 импульса запуска, схему 17 сравнения.

Фазометр работает, следующим об разом.

Ьходные сигналы подлежащие измерению, подаются на смесители 1 и 2, с выхода которых сигналы промежуточной частоты через усилители 7 и 8 посту- . пают на счетные входы счетчика 12, где производится преобразование разности фаз промежуточных сигналов в цифровой код. Если частота промежуточ ного сигнала равна опорной частоте системы 6, то в кольце автоподстройки наступает режим захвата частоты гетеродина 3, продолжающийся до тех .пор, нока частота гетеродина 3 находится в пределах полосы удержания.

Для обеспечения режима захвата в устройстве производится автоматический поиск частоты гетеродина 3. Из прямоугольного напряжения генератора !О в формирователе. 9 формируется управляющее напряжение, через сумматор 4 изменяющее частоту гетеродина 3 по знаку равнобедренного треугольника. При нарастании частоты гетеродина в полосе захвата на выхо10 дах усилителей 7 и 8 в течение так называемого транзитного захвата существуют пачки промежуточной частоты, по которым производится первый цикл измерения разности фаз, при этом счетчик 12 работает на сложение.

Во второй цикл частота гетеродина линейно убывает, при этом происходит транзитный захват на зеркальной промежуточной частоте и смена алгоритма преобразования. Пачки с выходов усилителей 7, 8 снова падают на счетчик 12, который теперь уже работает на вычитание. Результаты сложения и вычитания записываются в устройстве 13, а затем переписываются в фаэоиндикатор 14 ° Реверсирование счетчика 12 и перепись кода в фаэоиндикатор 14 проиэводится устройством 11, которые из прямоугольного напряжения генератора 10 формирует

80 импульсы реверса и опроса. Время измерения разности фаз выбирается в несколько раэ меньше времени существования режима захвата, чтобы избежать влияния переходных процессов в нача35 ле и конце захвата на точность измерения °

При захвате на гармониках сигнала длительность пачек промежуточной частоты обратно пропорциональна номеру

40 гармоники. Это обстоятельство.позволяет ввести в устройство селектор длительности пачек, который препятствует измерению фазы на гармониках. Селектор работает следующим образом.

45 Пачка с выхода усилителя-ограничителя 8 запускает генератор 15 эталонного интервала, длительность которого составляет 80-90% длительности пачки промежуточной частоты при захвате по первой гармонике. Затем этот интервал сравнивается в схеме 17 с пачкой, и если пачка имеет нормальную длительность, соответствующую захвату по первой гармонике, то из заднего фронта эталонного импульса в форми55 рователе 16 образуется импульс записи, при этом цифровой код из реверсивного счетчика 12 переписывается в устройство 13.

Если пачка промежуточной частоты

60 короче номинальной, то на выходе схемы 17 формируется импульс сброса, возвращающий в исходное состояние счетчик 12 и генератор 15.

Смена алгоритма преобразования

85 дважды за период измерения позволяет

597983

Формула изобретения

Широкополосный автоматический фазометр, содержащий в двух каналах сме.сители, входы которых подключены к подстраиваемому гетеродину, причем выход второго смесителя через фильтр

° нижних частот подключен к системе фазовой автоподстройки частоты, о т л и ч а ю ш и и с я тем, что, с целью устранения амплитудно-фазовой погрешности в широком диапазоне частот и амплитуд входных сигналов, в него введены два узкополосных усилителя-ограничителя,.устройство управления, реверсивный счетчик, запоминающее устройство, фазоиндикатор, генератор эталонного импульса, формиСоставитель A. Андриевский

Техред М.Борисова Корректоyç о A. Лакида

Редактор Н. Зайцева

Тираж 1112 Подписное

Заказ 1209/35 вета Министров СССР

ЦНИИПИ Государствениого комитета Совета :и р по о делам изобретений и открытий б . 4 5

113035д Москвад Ж-35д Раушская наб.д д.

Филиал ППП Патент, г. Ужгород,, ул. Пр

П оектная, 4 избавиться от погрешности измерения, вносимой низкочастотным трактом фазометра, благодаря применению реверсивного счетчика.

Введение новых узлов позволяет добиться устранения захватов на гармониках, что повышает точность и надежность работы автоматического фазометра в широкой полосе входных сигналов.

Устранение влияния ниэкочастотного тракта на погрешность .измерения позволяет значительно увеличить точность фазометра при работе в широком диапазоне амплитуд входных сигналов. рователь импульса запуска, схема сравнения и последовательно связанные задающий генератор, формирователь напряжения поиска и сумм ..ор, выход которого подключен к подстранваемому гетеродину, а вход сумматора связан с системой фазовой автоподстройки частоты, причем к выходу задающего генератора подключено устройство управления, один выход которого подключен к запоминающему устройству, связанному с фазоиндикатором, а другой выход устройства управления присоединен к первому входу реверсивного счетчика, между вторым входом которого н входом

15 генератора эталонного интервала подключен выход схемы сравнения, один вход которой связан с другим входом генератора эталонного интервала и со вторым счетным входом реверсивного

20 счетчика и через узкополосный усилитель-ограничитель подключен к выходу смесителя второго канала, а другой вход схемы сравнения присоединен между выходом генератора эталонного яя интервала и входом формироватепя импульса запуска, выход которого подключен к запоминающему устройству, вход которого подключен к выходу реверсивного счетчика, первый счетный вход которого через другой уэкополосный усилитель-ограничитель связан с выходом смесителя первого канала.