Компенсационный фазометр

 

Союз Советских

Соцналнстнчесинх

Респубпнк

ОПИСАНИЕ

ИЗОБРЕТЕНИЯ

К АВТОРСКОМУ СВИДЕТЕЛЬСТВУ (61) Дополнительное к авт. сеид-ву (22) Заявлено 070878 (2!) 2654969/18-21 ()

G 01 R 25/04 с присоединением заявки Мо (23) Приоритет

Государственный комитет

СССР по делам изобретений и открытий

Опубликовано 231 280. Бюллетень Йо 47

Дата опубликования описания 2 3. 12. 80 (53) УДК 621. 317 (088.8) В.Г. Сергеев, Е.С. Колесник, В.И. Луценко и Д.А. Опарин (72) Авторы изобретения

Харьковский авиационный институт (71) Заявитель (54) КОМПЕНСАЦИОННЫЙ ФАЗОМЕТР

Изобретение относится к фазоизмерительной технике и может быть использовано при создании устройств и систем измерения разности фаз.

Известен компенсационный фаэометр, использующий преобразование частоты информационных сигналов и содержащии согласующие устройства, последовательно соединенные с ними однопстлосные модуляторы, опорный генератор, фазовый детектор, управляемый фазовращатель и подавитель амплитудной модуляции (1 .

Недостатками фазометра являются 15 ручная настройка управляемого фазовращателя и снижение точности измерений вследствие неустранимого дрейфа "нуля" применяемых фазовых детекторов и схем последующего усиления 20 информационного сигнала. Кроме того, к недостаткам относится снижение точности измерений, связанное с наличием некоторой эоны нечувствительности, определяемой наличием шумов, ограниченной чувствительностью реальных измерителей уровня постоянной составляющей и не позволяющей регистрировать фаэовые сдвиги, меньше некоторой пороговой величины. 30

Цель изобретения — повышение точности измерения разности фаз и автоматизации процесса измерений.

Для достижения цели в компенсационном фаэометре, содержащем опорный генератор, фазовый детектор, управляемый фаэовращатель, согласующие блоки в канале опорного и информационного сигнала, последовательно соединенные с ними однополосные модуляторы, выход одного иэ которых соединен со вторым входом второго, а выход второго — co входом подавителя амплитудной модуляции, а также резонансный усилитель, вход резонансного усилителя соединен с выходом подавителя амплитудной модуляции, а выход резонансного усилителя связан с фазовым детектором и через управляемый фаэовращатель, со вторым входом первого однополосного модулятора, выход опорного генератора связан со вторым входом фазового детектора, вход которого соединен со вторым входом управляемого фаэовращателя..

На чертеже представлена блок-схема устройства.

Фазометр содержит согласующие блоки 1 и 2 в канале опорного и ин789890 формационного сигнала. Выходы согласующих блоков 1 и 2 соединены с первыми вХодами однополосных модуляторов 3 и 4.Выход однополосного модулятора 3 соединен со вторым входом однополосного модулятора 4, выход которого через подаватель 5 амплитудной модуляции, резонансный усилитель 6 и управляемый фазовращатель 7 соединен со вторым входом однополосного модулятора 3. С выхода резонансного усилителя 6 сигнал подается на вход фазового детектора

8, второй вход которого соединен с выходом опорного генератора 9 и выход которого соединен с управляющим входом фазовращателя 7 для осу ществления его перестройки.

Данное устройство работает следующим образом.

При подаче на входы согласующих блоков 1 и 2 опорного и информационного сигнала и достаточно большом коэффициенте усиления усилителя 6 в кольце, образованном блоками из модуляторов 3 и 4, подавителя 5, усилитедя 6, фазовращателя 7, возбуждаются автоколебания некоторой частоты ld=(d 9.,где 4)о — частота настройки опорного генератора 9 и ре зонансного усилителя 6. Значение частоты автоколебаний оЗ определяется при этом из условия баланса фаз и, таким образом определяется фазо-частотный характеристикой резонансного усилителя ф(ц)), фазовым сдвигом, вводимым управляемым фазовращателем 7 (Ф) и фазовым сдвигом сигнала при. прохождении им однополюсных модуляторов 3 и 4.

25

Пусть сигнал на выходе управляе- 40 мого фазовращателя 7 определяется соотношением

U = u Sin, 45 а опорный и информационный сигналы

I между которыми необходимо определить фазовый сдвиг, соотношениями инф " мф оя " NH4

50 причем, интересующая нас разность фаз равна

Ф=Р Р 5S инФ On

В однополосном модуляторе 3 осуществляется перемножение сигналов

Uo„ и U с выделением их разностной

:гармоники. В результате иа выходе однополосиого модулятора 3 имеем ЬО сигнал. от " ои ) Оя1.

A в результате вторичного преобразования сигнала в однополюсном модуля- 65 торе 4 на его выходе. имеем сигнал вида

- 0 5 и(LOt,+К)).

Таким образом, при прохождении однополосных модуляторов 3 и 4 сигнал U получает фазовый сдвиг,равный измеряемому фазовому сдвигу О.

Поскольку частота настройки резонансного усилителя 6 совпадает с частотой настройки опорного генератора 9, то при нулевом измеряемом фазовом сдвиге Р частота возбудившихся в кольце автоколебаний будет равна LOо. При этом, система ФАП,об— раэованная фаэовым детектором 8, опорным генератором 9 и схемой управления управляемого фазовращателя

7, не будет вызывать изменения фазового сдвига, вносимого управляемым фаэовращателем 7, поскольку фазовые соотношения между сигналом U и сигналом опорного генератора 9 сохраняются постоянными. Любое изменение ,измеряемого фазового сдвига Р приводит к изменению равновесия в кольце с точки зрения сохранения условий баланса фаз. Изменение Р приведет к тому, что условие баланса фаэ выполняется уже на другой частоте, вследствие чего частота автоколебаний 03 изменится.

Изменение Ш относительно Юп тотчас приведет к появлению все возрастающего фазового сдвига между сигналом U и сигналом опорного генератора 9. Как бы ни было мало изменение частоты Ld относительно ldо, возрастающий фазовый сдвиг обнаружится системой ФАП, выработается управляющее воздействие и фазовый сдвиг, вносимый фазовращателем 7, начнет тоже изменяться. Очевидно, восстановление частоты автоколебаний в кольце до значения 43=43g возможно лишь при выполнении равенства p)Qp(p =- p и,таким образом,по по сдвигу, вносимому фазовращателем, можно судить об измеряемом фазовом сдвиге.

Формула изобретения

Компенсационный фазометр, содержащий опорный генератор, фазовый детектор, управляемый фаэовращатель, согласующие блоки в канале опорного и информационного сигнала, последовательно соединенные с ним однополосные модуляторы, выход одного из которых соединен со вторым входом второго, а выход второго — со входом подавителя амплитудной модуляции, а также резонансный усилитель, отличающийся тем, что, с целью повышения точности измерения разности фаз и автоматизации процесса измерений, вход резонансного уси789890

Составитель В. Новожилов

ТехредА.Щепанская Корректор О.Ковинская

Редактор Е. Лушникова

Заказ 9033/45

Тираж 1019 Подписное

BHHHIlH 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 лителя соединен с выходом подавителя амплитудной модуляции, а выход резонансного усилителя связан с фазовым детектором и, через управляемый фазовращатель, со вторым входом первого однополосного модулятора, выход опорного генератора связан со вторым входом фазового детектора, выход которого соединен со вторым входом управляемого фазовращателя.. Источники информации, принятые во внимание при экспертизе

1. Авторское свидетельство СССР

9 329481, кл. G 01 R 25/04, 1970.