Фазометр с малым временем обращения к сигналам

 

ОП ИСАКИИ

ИЗОБРЕТЕНИЯ

К АВТОРСКОМУ СВИДЕТЕЛЬСТВУ

Союэ Советских

Социалистических

Республик («)883789 (61) Дополнительное к авт. свид-ву (22)Заявлено 01.02. 80 (21) 2876513/18-21 с присоединением заявки.)Е (23) Приоритет

Опубликовано 23 1) .81. бюллетень М g3

Дата опубликования описания 23 ) 1 81 (я)м. К .

G 01 и 25/08

Гоеудеретвенкы)) квинтет сеср во делам изебретени)) и отхрытк)) (53) УДК 62).317. .77(088.8) (72) Автор изобретения

А. И. Фендриков

Конструкторское бюро Шторм« при Киев политехническом институте им. 50-лети социалистической революции (71) Заявитель (54) ГАЗОМЕТР С МАЛЫМ BPENKHEN ОБРАЩЕНИЯ К СИГНАЛАИ

Изобретение относится к измерительной технике и может найти применение при измерении фазового сдвига и амплитуд двух высокочастотных напряжений (в том числе и радиоимпульс" ных) при малом (один период) времени обращения к ним.

Известен радиоимпульсный фазометр, обладающий малым временем обращения к сигналам, содержащий блоки ключей и запоминающих элементов, генера1О торы и низкочастотный фазометр() ).

Однако этот фазометр имеет большую фазо-амплитудную погрешность и не обеспечивает измерение амплитуд входных сигналов.

Известен преобразователь амплитуды сигнала (непрерывного в пропорциональный угол сдвига фаз, в котором с

20 помощью фаэовращателя и стабилизатора уровня формируют опорное напряжение, которое суммируют с измеряемым напряжением, а сдвиг фаз опорного

2 и суммарного напряжений измеряют с помощью фазометра<2).

Условие обеспечения малых динамических погрешностей преобразова-. ния ограничивает применение преобразо» вателя для преобразования амплитуды радиоимпульсов в случае, когда длительность последних меньше времени установления преобразователя. Это явпяется недостатком преобразователя, так как исключает его применение в радиоимпульсных фазометрах для определения поправки при коррекции фаэоамплитудной погрешности.

По технической сущности наиболее близким является фазометр радиоимпульсных- сигналов, содержащий низкочастотный фазоизмеритель, ко входам которого .подключен двухканальный трансформатор спектра, содержащий генераторы стробирующих и считывающих импульсов и два измерительных канала 3) .

883789

55

Этот прибор имеет большую фазоамплитудную погрешность и не измеряет уровни входных радиоимпульсов, что исключает возможность повышения точности измерения фазового сдвига, путем внесения поправки в показания: фазометра, которая равна фаза-амплитудной погрешности.

Цель изобретения — повышение точности измерения.

Поставленная цель достигается тем, что в фазометр с малым временем обращения к сигналам, содержащий фазоизмеритель и трансформатор спектра, включающий в себя первый и второй измерительные каналы, каждый из которых состоит из последовательно соединенных блока ключей стробирования, блока запоминающих элементов, блока ключей считывания и фильтра нижних частот, причем трансформатор спектра содержит также первый генератор, выход которого соединен со стробирующими входами блока ключей стробирования обоих измерительных каналов, и второй генератор, выход которого подключен к управляющему входу блока ключей считывания первого измерительного канала, дополнительно введены сумматор, стабилиза— тор уровня, фазовращатель и три коммутатора, причем первый вход сумматора соединен с выходом первого измерительного канала, а второй. вход через третий коммутатор— с первым входом фазоизмерителя и выходом стабилизатора уровня одновременно, а вход последнего подключен к выходу второго измерительного канала, при этом выход сумматора подсоединен ко второму входу фазоизмерителя, кроме того, выход второго генератора через фазовращатель подсоединен к первому входу первого коммутатора, второй вход которого соединен с выходом второго генератора, а выход первого коммутатора подключен к .управляющему входу блока ключей считывания второго измерительного канала, причем вход первого измери" тельного канала через второй коммутатор соединен со входом второго измерительного канала.

На чертеже представлена функциональная схема фазометра.

Фазометр состоит из фазоизмерителя 1, ко входам которого через сумматор 2 и стабилизатор 3 уровня подключен трансформатор 4 спектра, об4 разованный первым 5 и вторым 6 измерительными каналами, первым 7 и вторым 8 генераторами, фазовращателем

9 и первым коммутатором 10. Каждый канал, например 5, содержит последовательно соединенные блок 11 ключей стробирования, блок 12 запоминающих элементов, блок 13 ключей считывания и фильтр 14 нижних частот. Кро10 ме того, фазометр содержит второй коммутатор.!5, соединенный со входами фазометра и входом второго измерительного канала 6, и третий коммутор 16, подключенный ко второму вхоt5 ду сумматора 2 и выходу стабилизатора 3 уровня, а выход фазоизмерителя 1 подключен к выходу фазометра.

Блоки 11-13 содержат одинаковое число, например m, узлов. Каждый

zp узел блока 11 ключей стробирования соединен измерительным входом со входом трансформатора спектра 4, управляющим входом — с соответствующим выходом первого генератора 7, а выходом — со входом одноименного запоминающего элемента блока )2 запоминающих элементов. Каждый узел блока 13 ключей считывания соединен измерительным входом с выходом. соответствующего запоминающего элемента блока

12 запоминающих элементов, управляющим входом — с соответствующим выходом второго генератора 8, а выходомсо входом фильтра 14 нижних частот.

В каждом измерительном канале вход ной высокочастотный сигнал (радиоимнульс) преобразуется в низкочастотный квазинепрерывный сигнал следующим образом. После запуска ждущего первого генератора 7 на m его выходах формируются m коротких импульсов, сдвинутых во времени друг относительно друга на время 1 /m (- период входного сигнала) и пространственно разнесенных по выходам генератора 7. Под действием коротких импульсов, поступающих на управляющие входы ключей стробирования блока

11 ключей стробирования, осуществляется дискретизация входного сигнала, т.е. из входного сигнала выделяются

m мгновенных значений равномерно распределенных в течение одного его периода. Мгновенные значения Входно го сигнала запоминаются в элементах блока 12 запоминающих элементов в виде постоянных уровней напряжения.

Второй генератор 8 вырабатывает m периодических (период Т, который

883789

Формула изобретения

5 больше т ) последовательностей имВХ пульсов. Импульсы каждой, например

S -той, последовательности сдвинуты по фазе относительно предыдущей !

j-1) последовательности íà 2XT/m и имеют скважность, равную m. Под действием выходных импульсов второго ге. нератора 8, поступающих на ключи считывания блока 13 ключей считывания, запомненные значения входно- 10

ro сигнала периодически и поочередно подаются на вход фильтра 14 нижних частот, с помощью которого иэ сфор" мированного описанным вьппе образом ступенчато аппроксимированного сиг- 1% нала выделяется первая гармоника.

Амплитуда и фаза напряжения первой гармоники (выходного сигнала трансформатора 4. спектра) аналогичны жответствующим параметрам входного 36 сигнала трансформатора 4 спектра, частота отличается в Т/Т раз, а длительность — более, чем в С/Ън раз, где б и ГМ соответственно постоянная запоминания запоминающего элемента блока 12 запоминающих элементов и длительность входного радиоимI пульса трансформатора 4 спектра.

Выходной сигнал второго измерительного канала 6 формируется аналогичным образом.

В такте измерения фазового сдвига (первый такт) коммутаторы находятся в положениях, обратных укаэанным на чертеже. Исследуемые высокочас-ру тотные короткие радиоимпульсы, поступающие на входы фазометра, преобразуются в трансформаторе 4 спектра в низкочастотные квазинепрерывные напряжения, фазовый сдвиг которых ур измеряется с помощью фазоизмерителя l. Поскольку набеги фаз в сумматоре 2 и стабилизаторе 3 уровня одикаковы, то измеренное значение Щ фазового сдвига равно искомому Ч с ф3 точностью, определяемой фаэо-амплитудной погрешностью фазометра, т..е

9+ И.

Для исключения фазо-амплитудной погрешности в фаэометре предусмот- р рен режим ее коррекции путем измерения уровней входных сигналов и внесения по результатам измерения уровней соответствующей поправки в результат измерения фазового сдвига.

Если уровень опорного сигнала фаэометра фиксирован, то для определения поправки достаточно измерить уровень другого входного сигнала.

Ь

В такте коррекции положения пе реключателей соответствуют указанным на чертеже. Входной сигнал в измерительных каналах 5 и 6 преобразуется в низкочастотные напряжения на их выходах. Если коэффициенты передачи каналов равны единице, то амплитуды низкочастотных напряжений будут равны амплитуде входного сигнала.

Фазы выходных низкочастотных напряжений трансформатора 4 спектра отличаются на угол Ы., который задается близким к 90 с помощью фазовращателя 9. С помощью стабилизатора 3 уровня выходное напряжение второго измерительного канала 6 стабилизируется по амплитуде, например на уровне Uo,ïîñëå чего поступает на первый вход фазоизмерителя 1 и сумматора 2, где суммируется с выходным напряжением первого измерительного канала 5. Суммарное напряжение с выхода сумматора 2 поступает на второй вход фазоизмерителя

1. Показания фазоизмерителя 1 Ч в такте коррекции я амплитуда входного сигнала О„фазометра связаны соотношением

Ох ВбЫи (Во- М 4-(О» Щ)со (во ) () Зависимость (1) линейна в достаточно широком динамическом диапазоне и при градуировке в вольтах (MS) может быть использована для оценки уровня входного радиоимпульса.

По значению Ч в фазоизмерителе 1 определяют поправку и корректируют результат первого такта измерения в соответствии с Чк =Ч . — Щ! Так . как дЯ =д, тоЧ1< . Корректированный результат измерения Ц Aasosoro сдвига входных сигналов фазометра подают на выход фазометра.

Таким образом, при незначительном усложнении повышена точность фазометра за счет исключения фазо-амплитудной погрешности и расширены его функциональные возможности эа счет обеспечения измерения амплитуду короткого радиоимпульса.

Фазометр с малым временем обращения к сигналам, содержащий фаэоСоставитель В. Рябцев

Техред З.Фанта Корректор N. Демчик

Редактор О. Половка

Заказ 10218/68 Тираж 735 Подписное

ВНИИЛИ Государственного комитета СССР по делам изобретений и открытий

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

Филиал lIIHI "Патент", г. Ужгород, ул. Проектная, 4

88378 измеритель и трансформатор спектра, включающий в себя первый и второй измерительные каналы, каждый из которых состоит из последовательно соединенных блока ключей стробироваS ния, блока запоминающих элементов, блока ключей считывания и фильтра нижних частот, причем трансформатор спектра содержит также первый генератор, выход которого соединен со стробирующими входами блока ключей стробирования обоих измерительных каналов, и второй генератор, выход которого подключен к управляющему входу блока ключей считывания первого измерительного канала, о т л и ч а юшийся тем, что, с целью новышения точности измерения, в него дополнительно введены сумматор,,стабилизатор уровня,:фазовращатель и три коммутатора, причем первый вход сумматора соединен с выходом первого измерительного каналй, а второй вход через третий коммутатор — с первым входом фазоиэмерителя и выходом

9 8 стабилизатора уровня одновременно, а вход псследнего подключен к выходу второго измерительного канала, при этом выход сумматора подсоединен ко второму входу фазоизмерителя, кроме того, выход второгб генератора .через фазовращатель подсоединен к первому входу первого коммутатора, второй вход которого соединен с вьшо дом второго генератора, а выход первого коммутатора подключен к управляющему входу блока ключей считывания второго измерительного канала, причем вход первого измерительного канала через второй коммутатор соединен со входом второго измерительного канала.

Источники информации, принятые во вннюание при экспертизе

l. Авторское свидетельство СССР

У 488164, кл. G 01 R 25/08, 1975.

2. Авторское свидетельство СССР

У 178180, кл. G 01 R 25/00, !967.

3. Авторское свидетельство СССР

У 534700, кл. G 01 R 25/08, 1976