Устройство для измерения разности фаз

 

Союз Советских

Социалистических

Республик

ОПИСАНИЕ

ИЗОБРЕТЕИИЯ

К АВТОРСКОМУ СВИДЕТЕЛЬСТВУ нн783706 (61) Дополнительное к авт, свид-ву. (22) Заявлено 170179 (21) 2713034/18-21 с присоединением заявки ¹ (23) Приоритет

Опубликовано 3011,80, Бюллетень № 4.4

Дата опубликования описания 30.1180 (51)М. Кл.

G 01 R 25/00

Государственный комитет

СССР

Ао делам изобретений н открытий (53) УДК 621. 317. .77(088.8) (72) Авторы изобре ения

И.Л. Ветров и Н.А. Грудина (71) Заявитель

Севастопольский приборостроительный институт (54) УСТРОЙСТВО ДЛЯ ИЗМЕРЕНИЯ РАЗНОСТИ ФАЗ

Изобретение относится к области. ! измерительной техники и может найти применение в различных фазоизмерительных системах, преимущественно

СВЧ диапазона.

Известен фазовый детектор, содержащий разветвители и сумматоры СВЧ сигналов, амплитудные детекторы и фазосдвигатели, которые обеспечивают определенные фазовые оотношения меж- 10 ду входными сигналами. На выходе амплитудных детекторов включается вычитающее устройство. В качестве разветвителей-сумматоров и фазосдвигателей используются направленные ответ- 15 вители> двойные Г-образные мосты и другие СВЧ восьмиполюсники P1).

Основным недостатком таких устройств является зависимость выходного сигнала от амплитуд входных сигна-20 лов и от амплитудно-частотных характерист;il< СВЧ элементов.

Эти недостатки приводят к существенному усложнению фаэоизмерительных систем, что в свою очередь снижает 25 диапазонные свойства и увеличивает погрешность измерения.

Наиболее близким к настоящему изобретению является устройство, содержащее фазовый коммутатор входного 30 сигнала, сумматор, детектор, фильтр, синхронный детектор, индикатор и схему управления (2).

Основным недостатком этого устройства является зависимость выходного сигнала от амплитуд входных сигналов и амплитудно-частотных характеристик входных элементов, что ведет к уменьшению точности измерений. Включение в один из входных каналов фазоинвертора и коммутатора усиливает эту зависимость.

Целью изобретения является повышение тсчности измерений за счет исключения зависимости выходного сигнала от частоты и амплитуды входных сигналов.

Поставленная цель достигается тем, что в устройство, содержащее сумматор, выход которого соединен со входом детектора, блок управления, первый выход которого подключен к первому входу коммутатора, введены два запоминающих блока, два ключа, функциональный преобразователь, вычитающий блок и измеритель отношений, причем управляющие входы первого и второго ключей соединены соответственно со вторым и третьим выходами блока управления, четвертый вход ко783706 торого подключен к управляющим входам запоминающих блоков, информационные входы которых соединены соответственно с первым и вторым выходами коммутатора, выходы первого и второго запоминающих блоков подключены соответственно к первому и второму входам вычитающего блока, выход которого подключен к первому входу измерителя отношений, второй вход которого соединен с выходом функциоНального преобразователя, выходы

Ключей соединены с соответствующими входами сумматора, выход детектора

Подключен ко второму входу коммутатора, третий выход которого соединен с третьим входом функционального )$ преобразователя.

На чертеже приведена функциональная схема устройства. Оно содержит: входные ключи 1 и 2, сумматор 3, блок управления 4, детектор 5, ком- ;ф мутатор 6, запоминающие блоки 7 и 8, вычитающий блок 9, трехполюсный функциональный преобразователь 10 и измеритель отношения 11.

Работа устройства основана на принципе периодической поочередной подачи на нелинейный элемент — детектор входных сигналов и их суммы, Запоминания детектированных сигналов и их математической обработке.

Измерения производятся в три цик- ЗО ла, которые задаются блоком управления 4.

В первом цикле открыт входной ключ 1, а к выходу детектора через коммутатор подключен запоминающий блок 7. При квадратичной характеристике детектора с учетом коэффициента передачи К, ключа 1 и сумматора C (направленйого ответвителя) запоми— нающий блок 7 фиксирует сигнал пропорциональный квадрату амплитуды входного сигнала, т.е. Uq =b(K, С Е,)

Во втором цикле открыт входной ключ

2 и к детектору 5 присоединен запоминающий блок 8, который фиксирует амплитуду сигнала U Ь (Ке С2 Е> )2 . В третьем цикле открываются оба входных ключа 1 и 2 и к выходу детектора 5 подключается вычитающий блок 9, на который одновременно подаются сигна- ц лы с запоминающих блоков 7 и 8. Во время этого цикла на выходе детектора 5, формируется сигнал, содержащий три слагаемых и равный векторной сумм@ Входных сигHBJIQB (В сооТВрТсТВНе с теоремой косинуса). Два слагаемых равны соответственно вышеприведенным значениям U è U2, а амплитуда третьего равна 2Ь ГП, 0 ° со, В вычитающем блоке 9 происходйт вычитание первых двух слагаемых, и на его выходе формируется сигнал Ug и Ь U„U2 со ьФ.

Одновременно сигналы U, и 02 с запоминающих блоков 7 и 8 йодаются на трехполюсный функциональный преобра-. зователь 10, который осуществляет перемножение входных сигналов и извлечение квадратного корня. На его выходе формируется сигнал Uq-à Ь/0 Ug

Обработка сигналов U и 04 в измерителе отношения 11 дает на выходы сигнал Ug а соьР, где а = 2 ф постоянный коэффициент, который не зависит как от амплитуд входных сигналов Е„ и Е2, так и от частотных характеристик входных устройств, сумматора и детектора К1, К, С

Таким образом, выходной сигнал не зависит от амплитуды и частоты входных сигналов.

Формула изобретения

Устройство для измерения разности фаз, содержащее сумматор, выход которого соединен со входом детектора, блок управления, первый выход которого подключен к первому входу коммутатора, о т л и ч а ю щ е е с я тем, что, с целью повышения точности, в него введены два запоминающих блока, два ключа, функциональный преобразователь, вычитающий блок и измеритель отношения, причем управляющие входы первого и второго ключей сое-, динены соответственно со вторым и третьим выходами блока управления, четвертый вход которого подключен к управляющим входам запоминающих блоков, информационные входы которых соединены соответственно с первым и вторым выходами коммутатора, выходы первого и второго запоминающих блоков подключены соответственно к первому и второму входам функционального преобразователя и к первому и второму входам вычитающего блока, выход которого подключен к первому входу измерителя отношения, второй вход которого соединен с выходом функционального преобразователя, выходы ключей соединены с соответствующими входами сумматора, выход детектора подключен ко .второму входу коммутатора, третий выход которого соединен с третьим входом функционального преобразователя.

Источники информации, принятые во внимание при экспертизе

1. Миклашевская А.В.Автоматические измерители в диапазоне СВЧ. М.

„Связь, 1972.

2. Авторское свидетельство СССР

Р 114891, кл. G 01 R 25/00, 1957.

783706

Составитель Л.Плетнева

Редактор Т.Караулова Техред М. Голинка Корректор М.Коста

Заказ 8539/48 Тираж 1019 Подписное

ВНИИПИ Государственного комитета СССР по делам изобретений и открытий

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

Филиал ППП "Патент", r. Ужгород, ул. Проектная, 4