SU1022070A1 - Радиоимпульсный фазометр - Google Patents

Abstract

ЕАДИОИМПУЛЬСНЫЙ ФАЗОМЕТР, содержаиций первый и второй фазовые детекторы, фазосдвигаюгдай элемент на 90, соединенный с первым входом второго фазового детектора и вторым входом первого, первый и второй электронные ключи, усилители и блок индикации , отличающийс  тем, что, с -целью повышени  быстродействи  устройства при измерении разности фаз между двум  радиоимпульсными сигналами , в него введены первый и второй блоки удлинени  видеоимпульсов, первый и второй блоки определени  пол рности видеоимпульсов, третий и четверт:ый электронные ключи, блок определени  квадранта, первый и второй усилительно-согласующие элементы , линейный делитель напр жени , N-Kанальный пороговый блок, блок логической обработки сигналов, при этом выход первого усилител  соединен с первым входом первого фазового детектора и с вторым входом второго, а выход второго усилител  соединен с первым входом второго фазового детектора и через фазосдвигак ций элемент на 90 - с вторым входом первого фазового детектора, вход первого блока удлинени  видеоимпульсов подсоединен к выходу первого фазового дет9ктора, а вход второго - к выходу второго фазового детектора, первые входы первогЬ и второго блоков определени  пол рности видеоимпульсов объединены и соединены с третьим входом устройства, а второй вход первого блока определени  пол рности видеоимпульсов соединен с третьим выходом первого блока удлинени  видеоимпульсов, второй вход в -орого блока определени  пол рности видеоимпульсов соединен с третьим выходом второго блока удлинени  видеоимпульсов , первый вход первого электронного ключа соединен с первым выходом первого блока удлинени  видеоимпульсов , а первый вход второго электронного ключа соединен с вторым выходом этого блока, два других входа этих ключей объединены и соединены с выходом первого блока определени  пол рности видеоимпульсов, | первый вход блока определени  квад (Л ранта соединен с объединенным выходом первого и второго электронных ключей, а второй вход - с объединенным выходом третьего и четвертого электронных ключей, вход первого уси-а лйтельнр-согласующего элемента сое- динен с первым выходом первого блока удлинени  видеоимпульсов, а вход второго - с вторым выходом второго блока удлинени  видеоимпульсов, входы линейного делител  напр жени  соедию to нены с выходами первого и второго усилительно-согласующих элементов, N входов N-канального порогового блока подключены к N выходам линей-: ного делител  напр жени , N входов блока логической обработки сигналов подключеш к N выходам N-канапьного порогового блока, N +1 вход блока логической обработки сигналов соединен с выходом блока определени  .квадранта, а выход подключен к блоку индикации, первые входы третьего и четвертого электронных ключей подключены соответственно к первому и второму выходам второго блока удлинени  видеоимпульсов, а вторые входы данных ключей объединены и подключены к выходу второго блока определени 

Description

пол рности видеоимпульсов, входы первого и второго усилителей подключены

соответственно к первому и второму входам устройства.

Изобретение относитс  к измерительной технике и может найти применение в радиоимпульсных устройствах фазовой радиолокации, радионавигации а также в оптоэлектронике и лазерной технике при исследовании в импульсном режиме активных и пассивных элементов , служащих дл  передачи и отображени  оптической информации. Известно устройство дл  измерени  разности фаз радиоимпульсных сигналов , преобразующее радиоимпульсные сигналы в непрерывные посредством ра иоимпульсной фазовой автоподстройки частоты с последующим измерением фазоиндикатором, содержащее амплитуд ные детекторы/ ключи, запоминающий блок fl. Недостатками данного устройства  вл ютс  увеличение погрешности изме рени  при увеличении скважности и невозможность проведени  измерени  по одиночным радиоимпульсам. Наиболее близким по технической сущности к изобретению  вл етс  моно импульсный фазометр, содержащий два фазовых детектора, фазосдвигающий элемент на 90°, соединенный с первым входом второго фазового детектора и вторым входом первого, усилители, амплитудный детектор, элемент совпадени , два дифференцирующих элемента , ограничители импульсов положител ной и отрицательной пол рности, управл ющий триггер, фазоинвертор, цепи , состо щие из.двух резисторов и двух конденсаторов, мостовые схема, электронные ключи, опорный тахогенератор , электродвигатель, сельсин, ни кочастотный фазометр мгновенного зна чени  разности фаз f2. Недостатком данного фазометра  вл етс  то, что частота, на которой производитс  измерение разности фаз, определ етс  скоростью вращени  электродвигател , вращающего тахогенератор и сельсин (механический;идук ционный фазовращатель) и лежит в пре делах 50-150 Гц, что дает возможност обрабатывать радиоимпульсные сигналы с длительностью не менее 1-3 мкс. Цель изобретени  - увеличение быстродействи  и, как следствие,обес печение возможности измерени  разнос ти фаз между более короткими радиоимпульсными сигналами при сохранении преимуществ цифрового отсчета. Поставленна  цель достигаетс  тем, что в радиоимпульсный фазометр , содержащий первый и второй фазовые детекторы, фазосдвигающий элемент на 90, соединенный с первым входом второго фазового детектора и вторым входом первого, первый и второй электронные , усилители и блок индикации, введены первый и второй блоки удлинени  видеоимпульсов, первый и второй блоки определени  пол рности видеоимпульсов, третий и четвертый электронные ключи, блок определени  квадранта, первый и второй усилительно-согласующие элементы, линейный делитель напр жени , N-канальный пороговый блок, блок логической обработки сигналов, при этом выход первого усилител  соединен с первым входом первого фазового детектора и с вторым входом второго, а выход второго усилител  соединен с первым входом второго фазового детектора и через фазосдвигак ций элемент на 90°- с вторым входом первого фазового детектора, вход первого блока удлинени  видеоимпульсов подсоединен к выходу первого фазового детектора, а вход второго - к выходу второго фазового детектора, первые входы первого и второго блоков определени  пол рности видеоимпульсов объединены и соединены с третьим входом устройства , а второй вход первого блока определени  пол рности видеоимпульсов соединен с третьим выходом первого блока удлинени  видеоимпульсов, .второй вход второго блока определени  пол рности видеоимпульсов соединен с третьим выходом второго блока удлинени  видеоимпульсов, перилй вход первого электронного ключа соединен с первым выходом первого блока удлинени  видеоимпульсов, а первый вход второго электронного ключа соединен с вторым выходом этого блока, дза других входа этих ключей объединены и Соединены с выходом первого блока определени  пол рности видеоимпульсов , первый вход блока определени  квадранта соединен с объединенным выходом первого и второго электронных ключей, а второй вход - с объединенным выходом третьего и четвертого электронных ключей, вход первого усилительно-согласук цего элемента соединен с первым выходом первого блока удлинени  видеоимпульсов , «а вход второго - с вторым выходом второго блока удлинени  видеоимпульсов, входы линейного делител  напр жени  соединены с выходами первого и второго усилительно-согласующих элементов, N входов и-канального порогового блока подключены кЫвыходам линейного делител  напр жени , Ы входов блока логической обработки сигналов подключены к N выходс№1 N-канального порогового блока, И+1 вход блока логической обработки сигналов соединен с выходом блоки определени  квадранта а выход подключен к блоку индикации первые входы третьего и четвертого электронных ключей подключены соответственно к первому и второму выходам йторого блока удлинени  видеоимпульсов , а вторые входы данных ключей объединены и -подключены к выходу второго блока определени  пол рности видеоимпульсов, входы первого и второго блока определени  пол рности ви деримпульсов, входы первого и второго усилителей подключены соответственно к первому и второму входам устройства. На фиг.1 приведена структурна  схема радиоимпульсного фазометра; на фиг.2 - временные диаграммы. Устройство содержит первый и второй усилители 1 и 2,, при этом выход первого усилител  1 соединен с первым входом первого фазового детектор 3, выход которого через фазосдвигающий элемент 4 на 90 соединен с вторым входом второго фазового детектора 5, блоки б и 7 удлинени  видеоимпульсов , входы которых соединены с выходами фазовых детекторов 3 и- 5 соответственно, блоки 8 и 9 оп ределени  пол рности видеоимпульсов один из входов которых соединен с третьим входом устройстве, на которы поступает синхроимпульс, а другой вход этих блоков соединен с одним из выходов.блоков 6 и 7 удлин ющих видеоимпульс соответственно, электро ные ключи 10-13, один из входов которых соединен с одним из выходов блоков 6 и 7 удлинени  видеоимпульсов , а другой вход электронных ключей 10 и 11 объединен и соединен с выходом блока 8 определени  пол рнос ти видеоимпульсов, а входы ключей 12 и 13 - с выходом блока 9 определе НИН пол рности видеоимпульсов, блок 14 определени  квадранта, ош  из входов которого соединен с объединен ным выходом электронных ключей 10 и 11, а другой - с объединенным выходом электронных ключей 12 и, 13, усилительно-согласующие элементы 15 и 16, при этом вход усилительно-согласующего элемента 15 соединен с одним из выходов блока 6 удлинени  видеоимпульсов , а вход усилительно-согласующего элемента 16 соединен с одним из выходов блока 7 удлинени  видеоимпульсов , линейный делитель 17 напр жени , N -канальньой пороговый блок 18, входы которого соединены с выходами делител  17 напр жени  соответственно, блок 19 логической обработки сигналов, N входов которого соединены с выходами N -канального порогового блока 18, а также с, выходом блока 14 определени  квадранта и блок 20 индикации, вход которого соединен с выходом блока 19 логической обработки сигналов. Фазометр работает следующим образом . Входные радиоимпульсные сигналы подаютс  на входные усилители 1 и 2 в каждом из каналов и с них на фазовые детекторы 3 и 5. Детекторы должны работать в ключевом режиме, что достигаетс  соответствуюитм выбором.соотношени  между амплитудами напр жений, подаваемых на их входы. Нормированна  характеристика фазового детектора при этом приближаетс  к треугольной. Зависимости амплитуда выходного напр жени  от измер емой разности фаз на выходах фазовых детекторов 3 и 5 приведены на фиг.20,5. I . .. Таким образом, на выходах фазовых, детекторов 3 и 5 при наличии входных радиоимпульсных сигналов по вл ютс  видеоимпульсы, длительность которых соответствует длительности входного радиоимпульса и может составл ть 7-10 НС. Эти видеоимпульсы поступают на вход блоков 6 и 7, которые их удлин ют до 1-3 МКС. При этом на первом выходе блока 6 по вл етс  удлиненный видеоимпульс с положительной пол рностью, который дальше поступает на вход электронного, ключа 10 и на вход усилительно-согласующего элемента 15. На втором выходе блока 6 удлинени  видеоимпульсов по вл етс  сигнал отрицательной пол рности , который поступает на вход электронного ключа 11. Сигнал с третьего выхода блока 6 поступает на блок 8 определени  пол рности видеоимпульсов . Данный блок определ ет пол рность видеоимпульса, поступающего на блок 6 фазового детектора 3. В зависимости от пол рности входного видеоимпульса данный блок вырабатывает сигнал управл ющий работой электронных ключей 10 и 11, при этом на объединенном выходе данных ключей по вл етс  сигнал, пол рность которого соответствует входному дл  блока 6. С выхода электронных ключей 10 и 11 сигнсш поступает на один из входов. блока 14 определени  квадранта. Работа второго канала данного фазометра , содержащего входной усилитель 2, фазовый детектор 5, блок 7 удлинени  видеоимпульсов, блок 9 определени  пол рности видеоимпульса и электронные ключи 12 и 13, не отличаетс  от работы первого канала, а объединенный шлход электронных ключей 12 и 13 соединен с вторым входом блока 14 определени  квадранта. При этом, второй выход блока 7 удлинени  видеоимпульсов, на котором по вл етс  сигнал отрицательной пол рности , подсоединен к электронному ключу 13 и к усилительно-согласукицёму элементу 16, Таким образом, на линейный делитель 17 напр жени  через усилительно согласующие элементы 15 и 16 подаетс  сигнал, соответствующий второму квадранту. Эпюры распределени  потенциапа на данном делителе в зависи мости от измер емой разности фаз приведены на фиг.2. При этом положение нулевого потенциала на делителе линейно зависит от измер емой разности фаз входных сигналов. Таким образом, по номеру выхода делител  напр жени , на котором потенциал равен нулю, можно определить изг ер емую разность фаз. с дискретом ICjaN , где Ь1 - число резисторов в линейно делителе 17 напр женна . Погрешность измерени  не хуже i1t|44- Дальнейша  обработка осуществл етс  Ы-канальным пороговым блоком 18., который определ ет нсмер делител  напр жени , потенциал которого равен нулю. Из изложенного принципа работы фазометра видно, что данный блок фазометра работает только в том случае, если его входные сигналы соответствуют сигналам второго квадранта, притом измерени  провод тс  только в пределах О-гЭО с дискретом IcjaN . Дл  расширени  диапазона фазовых измерений до 360° служит блок 14 определени  квадранта. Работа этого блока заключаетс  в том, что во втором квадранте он вырабатывает .сигналы, по которым в блоке 19 логической обработки сигналов производитс  досчет к имеющемус  результату еще 90, которые суммируютс  с ним в блоке 20 индикации и вывод тс  на индикацию. Если сигналы наход тс  в третьем квс1Дранте, то блок 14 определени  квадранта вырабатывает сигналы, по которым производитс  досчет 180 в блоке 19 и соответственно в четвертом 270°. Запуск фазометра производитс  с приходом на его вход синхроимпульса, синхронного с входн{лми радиоимпульсными сигналами.

Кл// Ф4

-1

/.

Ы

-/

/г

/г--- /

& 1

fx-ffo

О го 4в ffo

/,-jr

го

Claims (1)

1. РАДИОИМПУЛЬСНЫЙ ФАЗОМЕТР, содержащий первый и второй фазовые детекторы, фазосдвигаюший элемент на 90°, соединенный с первым входом второго фазового детектора и вторым входом первого, первый и второй электронные ключи, усилители и блок индикации, отличающийся тем, что, с целью повышения быстродействия устройства при измерении разности фаз между двумя радиоимпульсными сигналами, в него введены первый и второй блоки удлинения видеоимпульсов, первый и второй блоки определения полярности видеоимпульсов, третий и четвертый электронные ключи, блок определения квадранта, первый и второй усилительно-согласующие элементы, линейный делитель напряжения, Ν-κанальный пороговый блок, блок логической обработки сигналов, при этом выход первого усилителя соединен с первым входом первого фазового детектора и с вторым входом второго, а выход второго усилителя соединен с первым входом второго фазового детектора и через фазосдвигающий элемент на 90° - с вторым входом первого фазового детектора, вход первого блока удлинения видеоимпульсов подсоединен к выходу первого фазового детектора, а вход второго - к выходу второго фазового детектора, первые входы первого и второго блоков определения полярности видеоимпульсов объединены и со единены с третьим входом устройства, а второй вход первого блока определе ния полярности видеоимпульсов соеди нен с третьим выходом первого блока удлинения видеоимпульсов, второй вход второго блока определения полярности видеоимпульсов соединен с третьим выходом второго блока удлинения видеоимпульсов, первый вход первого электронного ключа соединен с первым выходом первого блока удлинения видеоимпульсов , а первый вход второго электронного ключа соединен с вторым выходом этого блока, два других входа этих ключей объединены и сое динены с выходом первого блока определения полярности видеоимпульсов, первый вход блока определения квадранта соединен с объединенным выходом первого и второго электронных ключей, а второй вход - с объединенным выходом третьего и четвертого электронных ключей, вход первого уси-s лйтельно-согласующего элемента соединен с первым выходом первого блока удлинения видеоимпульсов, а вход второго - с вторым выходом второго блока удлинения видеоимпульсов, входы линейного делителя напряжения соединены с выходами первого и второго усилительно-согласующих элементов, N входов N-канального порогового блока подключены к N выходам линейного делителя напряжения, N входов блока логической обработки сигналов подключен к N выходам N-канального порогового блока, N +1 вход блока логической обработки сигналов соединен с выходом блока определения квадранта, а выход подключен к блоку индикации, первые входа третьего и четвертого электронных ключей подключены соответственно к первому и второму выходам второго блока удлинения видеоимпульсов, а вторые входа данных ключей объединены и подключены к выходу второго блока определения полярности видеоимпульсов, входы пер- соответственно к первому и второму вого и второго усилителей подключены входам устройства.