Способ преобразования разности фаз двух электрических сигналов

 

3596IO

О П И СА Н И Е

ИЗОБРЕТЕНИЯ

К АВТОРСКОМУ СВИДЕТЕЛЬСТВУ

Союз Советскиз

Сокиалистическик

Республик

Зависимое от авт. свидетельства №

Заявлено 12.XI.1970 (№ 1488415/18-10) с присоединением заявки №

Приоритет

Опубликовано 21.XI.1972. Бюллетень ¹ 35

Дата опубликования описания 5.1.1973

М. Кл, С Olr 25/04

Комитет по делам изобретений и открытий при Соэете Министров

СССР

УДК 621.317.77(088.8) Автор изобретения

Заявитель

В. Д. Тронько

Киевский ордена Ленина государственный университет им. Т. Г. Шевченко

СПОСОБ ПРЕОБРАЗОВАНИЯ РАЗНОСТИ ФАЗ

ДВУХ ЭЛЕКТРИЧЕСКИХ СИГНАЛОВ

Изобретение относится к области фазоизмерительной техники и может быть использовано при создании прецизионных фазометров.

Известны способы преобразования разности фаз двух электрических сигналов, основанные на повороте плоскости поляризации, базируются на выделении синусных и косинусных компонент вектора суммарного поля.

Для повышения точности фазометрических устройств за счет преобразования разности фаз электрических сигналов (сравниваемого и опорного) световой поток превращают в плоскополяризованный, а затем поворачивают плоскость поляризации света, проходящего через две полуволновые магнитооптические активные пластинки, оси наибольших скоростей которых соответственно вращаются во времени также, как и фазы электрических сигналов.

На фиг, 1 представлена блок-схема, поясняющая принцип преобразования разности фаз в поворот плоскости поляризации; на фиг.

2 — векторные диаграммы полей светового потока.

Процесс преобразования осуществляется следующим образом. Световой поток, излучаемый источником 1 света, проходит поляризатор 2, а затем плоскополяризованный свет проходит две последовательно расположенные полуволновые магнитооптические активные пластинки 3 и 4. Пластинки 8 и 4 находятся во вращающемся магнитном поле взаимно перпендикулярных катушек АБ и А Б .

Электрические сигналы, подаваемые на входные устройства 5 и 6, выравниваются по амплитуде и с помощью фазосдвигающих устройств 7 и 8 сдвигаются по фазе на 90, что создает в катушках АБ и А Б вращающееся магнитное поле: отт 1 — в катушке АБ и

p), f+ gp — в катушке А Б (тпь от — частоты электрических сигналов, t — время, фп — — начальный сдвиг фаз между электрическими сигналами).

Таким образом, направление вращающегося магнитного поля равно фазе электрического сигнала, а плоскость поляризации прошедшего через пластинки 8 и 4 луча равна удвоенной разности фаз этих сигналов.

Полуволновые пластинки из магнитооптически активного вещества, обладающего большим квадратичным магнитооптическим эффектом, например эффектом Коттона-Мутона, плоскополяризованный свет сдвигают по фазе по двум взаимно перпендикулярным компонентам Е и Е„. При этом направление внешнего магнитного поля всегда совпадает с направлениями к и у. Подбором величины внешнего магнитного поля и толщины кристалла можно добиться, чтобы сдвиг по фазе между

30 компонентами Е и Е был 180 . Направление

359610 / плоскости поляризации прошедшего света Е составляет угол относительно направления .Е, равный 2о t. При вращении магнитного поля по закону о t плоскость поляризации прошедшего света Е вращается с удвоенной скоростью в том же направлении (см. фиг. 2,а).

Далее световой луч падает на вторую полуволновую пластинку, находящуюся в магнитном поле H (см. фиг. 2, б), азимут которого ф t+gо. Азимут плоскости поляризации Е" будет

8= :20), t — 2 (2а, / — (, + ф,)) =

: 2 ((а — а,) t+ 6,), () разность же фаз двух электрических сигналов равна эл. — (ог + о) zt — (оа z) + о. (2)

Сравнение формул (1) и (2) показывает, что плоскость поляризации прошедшего через систему светового потока поворачивается на угол, равный удвоенному значению разности фаз двух электрических сигналов: 0=20,„„.

В частном случае, когда н — — о, угол вращения плоскости поляризации света равен удвоенной величине начального сдвига фаз электрических сигналов.

На фиг. 2: Š— направление плоскости поляризации светового луча, падающего на полуволновую пластинку 3; E — направление плоскости поляризации светового луча, про5 шедшего пластинку 8 и падающего на пластинку 4; Е" — направление плоскости поляризации светового луча, прошедшего пластину 4; H — направление вращающегося магнитного поля, создаваемого катушками А и Б

10 и соответственно направление оси наибольшей скорости пластинки 8; H — направление вращающегося магнитного поля, создаваемого катушками А и Б и соответственно направление оси наибольшей скорости пластинки 4.

Предмет изобретения

Способ преобразования разности фаз двух электрических сигналов, основанный на повороте плоскости поляризации светового пото20 ка, отлича)ощийся тем, что, с целью повышения точности измерения разности фаз, световой поток превращают в плоскополяризованный, а затем поворачивают плоскость поляризации с помощью двух магнитооптически

25 активных полуволновых пластинок, угол поворота которых создают вращающимся электрическим полем, пропорциональным измеряемой разности фаз исследуемых сигналов.

359610

Фи8 2

Составитель А. Изюмов

Техред Л. Богданова

Редактор Л. Струве

Корректор С. Сатагулова

Типография, пр. Сапунова, 2

Заказ 418972 Изд. № 1752 Тираж 406 Подписное

ЦНИИПИ Комитета по делам изобретений и открытий при Совете Министров СССР

Москва, )К-35, Раушская паб., д. 4/5