Цифровой фазометр

 

Союз Советских

Социалистических

Республик

ОП КСАН ИЕ

ИЗОБРЕТЕНИЯ

К АВТОРСКОМУ СВИДЕТЕЛЬСТВУ

<в 741189 (61) Дополнительное к ввт. свид-ву (22) Заявлено 130238 (21) 2578241/18-21 с присоединением заявки ) )о— (23) Приоритет

Опубликовано 150680. Бюллетень Hо 22 (я)М. Кл.2

G 01. R 25/08

Государственный комитет

СССР по делам изобретений н открытий (53} УДК621. 317. 77 (088. 8) Дата опубликования описания 20. 06.80

В. И. Никитин, С. A. Подлесный, М. Б. Товбис и М. К. Чмых (72) Авторы изобретения (71) Заявитель (54) ЦИФРОВОЙ ФАЗОМЕТР

Изобретение относится к радиоиэмерительной технике и может быть использовано при разработке цифровых поме— хоустойчивых фазоизмерителей повы5 шенной точности.

Известен цифровой фаэометр с преобразованием фазовый сдвиг-интервал времени-код за период исследуемой частоты, содержащий формирователи, 10 триггеры, схемы совпадений и измерительный счет (1).

Известен также цифровой фазометр с постоянным временем измерения, содержащий формирующие устройства в. )5 каждом из двух каналов, соединенные с преобразователем сдвига фаз в циф. ровой код и цифровое отсчетное устройство, соединенное с преобразователем сдвига фаз в цифровой код. Фор-,ф мирующие устройства служат для выделения фронтов входных сигналов. В качестве формирующих устройств, как правило, используются усилители-ограничители (2). 25

Недостатком известного устройства является понижение точности измерения сдвига фаз при воздействии сосредоточенной помехи в полосе пропускания тракта усиления, а при превыаении р уровня помехи уровня сигнала — потеря работоспособности.

Цель изобретения †. обеспечение работоспособности и повышение точности измерения разности фаз в условиях воздействия сосредоточенной, близкой к частоте сигнала помехи.

Поставленная цель достигается тем, что в. известный фаэометр, содержащий в каждом иэ двух каналов формирователь и общий для обоих каналов преобразователь сдвига фаз в цифровой код, соединенным с блоком отсчета, дополнительно введены в каждый иэ двух каналов линейный усилитель, соединенный с детектором сгибающей, узел выделения зоны максимума-огибающей, подключенной между детектором огибаквцей введеиньм блоком стробирования, при этом формирователь включен между линейным усилителем и блоком стробирования, выход которого соединен к.преобразователю сдвига фаэ в цифровой код, а выход узла выделения. зоны максимума огибающей соединен с блоком отсчета.

На фиг. 1 приведена блок-схема фаэометра; на фиг. 2 — схема узла выделения зоны максимума огибающей

741189

Устройство состоит из линейных усилителей 1 и 2, соединенных с формирователями 3 и 4 и детектором и огибающей 5 и 6, блоков 7 и 8 стробирования, соединенных с узлом 9 и

10 вьщеления зоны максимума огибающей, формирователями и преобразова5 телем сдвига фаз в цифровой код 11, блока отсчета 12, соединенного с преобразователем сдвига фаз в цифровой код и узлами выделения зоны максимума огибающей, которые соединены с детекторами огибающей.

Линейный усилитель в каждом из каналов служит для усиления сигнала или смеси сигнала и помехи; формирователи обеспечивают вьщеление нульпереходов входного сигналау детектор огибающей вьщеляет огибающую усиленной суммы сигнала и помехи; узел выделения зоны максимума orибающей обеспечивает на выходе прямоугольный импульс, соответствующий зоне огибающей смеси сигнала и помехи, симметрично расположенной относительно точки максимума огибающейу блок стробирования представляет из себя ключ, управляемый выходным>импульсом устройства выделения зоны максимума.

Фаэометр работает следующим обра3 ом °

Огибающая смеси достигает .макси- 30

2 и и мума в моменты времени t = (=0, 1, 2...) . Это видно из выражений для огибающей (1) и фазы (2) суммы сигнала и помехи

35 (Ц=Е (+Я.тпсо я.(,+м, (1) лМиа.Л, O(4)=archy „,„

Выделяя зону максимума, симметричную относительно точки максимального значения огибающей, и стробируя этим сигналом импульсЫ с выхода формирова.теля 3 и 4, соответствующие нульпереходам ограниченной входной смеси, получают точное значение фазы сигна- 45 ла.

Одновременно строб с выхода узла

9 и 10 выделения максимума сигнала подается на блок 12 отсчета.. Таким образом, измерение проводится только 5() в разрешенной зоне сигнала. Сигнал с детектора огибающей 5 и 6 поступает на пороговый элемент 13 через усилитель огибающей 14. Порог срабатывания элемента 13 выбирается так, чтобы фор-55 мировался импульс, симметричный относительно максимума огибающей, на уровне, например 0,5 U (U, — амплитуда огибающей) . Так как амплитуда огибающей может измениться в широких пределах порог срабатывания элемента 60

13 регулируется напряжением, пропорциональным поступающим с пикового детектора 15 так, что фаза огибающей, попадающая в зону импульса строба, остается постоянной. На выходе вто- б5 рого порогового элемента 16 имеется сигнал, разрешающий прохождение стробирующих импульсов с выхода элемента

13 через элемент совпадения 17 в случае, когда амплитуда огибающей превышает некоторый минимальный уровень.

В противном случае сигнал с выхода элемента 16 устанавливает на выходе элемента 17 сигнал,.разрешающий измерение в течение всего времени. Это обеспечивает возможность измерений в отсутствие или при малой величине помехи.

Погрешность измерения фазоиэмерителя за постоянное время определяется шириной выбранной зоны и может быть значительно уменьшена по сравнению с известным устройством, причем и в случае, когда амплитуда помехи превышает уровень сигнала.

Определим среднеквадратическую погрешность измерения сдвига фаз в случае,когда помеха превыаает уровень сигнала, т. е. m ((1 ° В этом случае .фаза суммарного колебания

В=агс1д м эю Я1=мМпй,i а значение среднеквадратической погрешности за время измерения (Тиэ ) з е1и(Я.atg1

Ц

1 где t — длительность выбранной зоны максимума огибающей суммы сигнала и помехи.

ЯЛ .=,Ю2 =О,1; т Ч„1О 6 = О,ОЪОПри указанных условиях известное устройство теряет работоспособность.

С целью расширения динамического диапазона устройства, линейный усилитель 1 и 2 снабжен автоматической регулировкой усиления (АРУ) .

Настоящее устройство обеспечивает работоспособность и повышенную точность измерения сдвига фаз в условиях воздействия сосредоточенной помехи близкой к частоте сигнала.

Формула изобретения

Цифровой фазометр; содержащий в каждом из.двух каналов формирователь и общий для обоих каналов преобразователь сдвига фаз в цифровой код, соединенный с блоком отсчета, о т .л ич а ю шийся тем, что, с целью обеспечения работоспособности и повышения точности измерения сдвига фаз при наличии сосредоточенной помехи в полосе пропускания, в каждый канал дополнительно введены линейный усилитель, соединенный с детектором огибающей, узел выделения зоны максимума огибающей, подключенный между детектором огибающей и.введенным блоком стробирования, при этом формирователь

141189

Составитель A. Старостина

Редактор Ю. Петрушко Техред И.Астало д Корректор A. Гриценко

Тираж 1019 Подписное

ЦНИИПИ Государственного комитета СССР по делам изобретений и открытий

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

Заказ 3323/5

Филиал ППП Патент, г. Ужгород, ул . Проектная, 4 включен между линейным усилителем и блоком стробироэания, выход которого подсоединен к преобразователю сдвига фаэ в цифровой код, а выход узла выделения зоны максимума огибающей соединен с блоком отсчета. ° 5

Источники информации, принятые во внимание при экспертизе

1. Смирнов П. Г. Цифровые фазометры. Л., Энергия 1974 с. 15-16.

2. Авторское свидетельство СССР

9 123617, кл. 01 25/08, 1959.