SU785787A1 - Phase difference measuring device - Google Patents

Description

1one

Изобретение относитс  к фазоизмерительной технике и может быть использовано в различных радиолокационных и радиотехнических устройствах .The invention relates to a phase-measuring technique and can be used in various radar and radio devices.

Анализ развити  фазоизмерительной техники показывает тенденцию к расширению динамического диапазона измерителеП разности фаз в сторону уменьшени  входных сигналов, что ведет к уменьшению отношени  сигнал/шум на входе измерителей. Уменьшение отношени  сигнал/шум на входе устройств дл  измерени  разности фаз, использующих триггерный фазовый детектор, приводит к существенному увеличению погрешности измерени  в мертвой зоне триггерного фазового детектора , т.е. вблизи углов, близких к 180. Полное исключение работы в мертвой зоне возможно за счет введени  калиброванного фазового сдвига при углах, близких к 180 . Этот принцип используетс  в фазометрах с триггерами-делител ми частоты, в которых с помощью специальной синхронизации управл емых триггеров вводитс  калиброванный фазовый сдвиг.Analysis of the development of phase-measuring technology shows a tendency to expand the dynamic range of the phase difference meter to decrease the input signals, which leads to a decrease in the signal-to-noise ratio at the input of the meters. A decrease in the signal-to-noise ratio at the input of devices for measuring the phase difference using a trigger phase detector leads to a significant increase in the measurement error in the dead zone of the trigger phase detector, i.e. near corners close to 180. The complete elimination of work in the dead zone is possible due to the introduction of a calibrated phase shift at angles close to 180. This principle is used in phase meters with trigger-frequency dividers, in which a calibrated phase shift is introduced using a special synchronization of controlled triggers.

Известно устройство, выполненное в виде двухполупериодного триггерного фазометра с двум  делител ми в каждом канале l.A device is known that is designed as a full-wave trigger phase meter with two dividers in each channel l.

Недостатком известного устройства  вл етс  включение делителей частоты в тракт сигнала, что приводит к уменьшению частоты сигнала на йходе фазового детектора по сравнению с частотой входного сигнала, причем при неизменном времени измерени A disadvantage of the known device is the inclusion of frequency dividers in the signal path, which leads to a decrease in the frequency of the signal at the input of the phase detector as compared to the frequency of the input signal, and with constant measurement time

10 увеличиваетс  погрешность, кроме того , возможна неоднозначность измерени  при различных переключени х в каналах из-за наличи  многоустойчивых элементов триггерных делителей тоты в тракте измерени .10, the error increases, in addition, measurement ambiguity is possible with various switchings in the channels due to the presence of multistable elements of trigger dividers of the dot in the measurement path.

Известно также устройство, содержащее два форми Ьовател  импульсов , фазовый детектор, один из входов которого соединен с выходом фазовращател , а выход через фильтр нижних частот - с одним из .входов сумматора, второй вход которого че-. рез аналоговый к.пюч подключен к выходу триггера и одному из входовIt is also known a device containing two pulse pulse generators, a phase detector, one of the inputs of which is connected to the output of the phase shifter, and an output through a low-pass filter — to one of the inputs of the adder, whose second input is black. the analog cutout cable is connected to the trigger output and one of the inputs

25 фазовращател . Это устройство реализует принцип введени  калиброванного фазового сдвига при углах, близких к 180 2.25 phase shifters. This device implements the principle of introducing a calibrated phase shift at angles close to 180 °.

Недостатком известного устройства  вл етс  то, что оно не позвол ет по;аЕ10стью исключить дополнительную погрешность при измерении фазовых сдвигов, близких к 180.A disadvantage of the known device is that it does not allow to exclude an additional error in the measurement of phase shifts close to 180.

Целью изобретени   вл ютс  ум(.ньшекие погрешности измерени  и повышен е помехоустойчивости.The aim of the invention is the mind (.submerious measurement errors and increased noise immunity.

Дл  этого в устройство дл  измерени  разности фаз, содержащее два формировател  импульсов, фазовый детектор, первый вход которого через фазовращатель соединен с выходом первого формировател  импульсов, второй вход непосредственно - с выходом второго формировател  импульсов, а вьрсод - с входом фильтра нижних частот,выход которого подключен к первому входу сумматора, второй вход которого через аналоговый ключ соединен со вторым входом фазовращател  и выходом триггера, введены два формировател  временных интервалов, входы которых соединены соответственно с первым и вторым входами фазового детектора, и элемент совпадени , выход которого подключен к входу тригера , а входы - к выходам формирователей временных интервалов соответственно .To do this, the device for measuring the phase difference containing two pulse shapers, a phase detector, the first input of which is connected to the output of the first pulse shaper through the phase shifter, the second input directly to the output of the second pulse shaper, and the low frequency filter input, connected to the first input of the adder, the second input of which through an analog switch is connected to the second input of the phase shifter and the output of the trigger, two timers were introduced, the inputs of which are connected Nena respectively with the first and second inputs of the phase detector, and the coincidence element whose output is connected to input triggers and input - to the output of the time slots respectively.

На фиг.1 представлена структурна  электрическа  схема устройства; на фиг.2 - диаграммы, по сн ющие его работу. Figure 1 shows the structural electrical circuit of the device; FIG. 2 shows diagrams explaining his work.

Входные шины устройства соединены с входами формирователей 1 и 2 импульсов , выход первого из которых подключен к входу фазовращател  3, выход которого соединен с первым входом фазового детектора 4, второй вход которого подключен к выходу формировател  2, причем выход детектора 4 через фильтр нижних частот (ФНЧ)5 соединен с первым входом сумматора 6 вход элемента 7 совпадени  через триггер.8 подключен ко второму фазовращател  3 и первому входу аналогового ключа 9,а входы через формирователи 10 и 11 временных интервалов - к входам детектора 4, при этом выход ключа 9 соединен со втоpt-JM входом сумматора 6.The device input buses are connected to the inputs of shapers 1 and 2 pulses, the output of the first of which is connected to the input of the phase shifter 3, the output of which is connected to the first input of the phase detector 4, the second input of which is connected to the output of the shaper 2, and the output of the detector 4 through a low-pass filter ( LPF) 5 is connected to the first input of the adder 6, the input of the element 7 matches through a trigger 8 connected to the second phase shifter 3 and the first input of the analog switch 9, and the inputs through the drivers 10 and 11 time intervals to the inputs of the detector 4, with output is connected to the key 9 vtopt-JM input of the adder 6.

Устройство работает следующим образом .The device works as follows.

Сигналы, сдвиг фаз между которыми необходимо измерить, подаютс  через формирователи 1 и 2 на вход детектора 4 с на первый вход которого подаетс  сигнал с формировател  1 через управл емьтй фазовращатель 3. С выхода детектора 4 через ФНЧ 5 сигна подаетс  на вход сумматора 6.The signals, the phase shift between which it is necessary to measure, are fed through drivers 1 and 2 to the input of detector 4, to the first input of which a signal is sent from shaper 1 through a controlled phase shifter 3. From the output of detector 4 through low pass filter 5, the signal is fed to the input of adder 6.

Сигнал а на выходе формировател Signal A at the driver output

2,сигнал б на выходе фазовращател 2, signal b at the output of the phase shifter

3,сигналы в,г на выходе формирователей 10 и 11 временных интервалов, сигнал д на выходе элемента 7, сигнаЙ е на выходе триггера 8, вблизи мертвой зоны при совпадении временных интервалов (момент времени t ), сигнал с выхода элемента 7 переводит триггер 8 в противоположное состо ние и вводитс  фиксированный фазовый сдвиг. Одновременно на вход сумматора 6 через аналоговый ключ 9 подает напр жение И, соответствующее введенному фазовому сдвигу. Это напр жение вычи-таетс  из сигнала на выходе ФНЧ 5, благодар  чему напр жение на выходе сумматора б остаетс  пропорциональным разности фаз сигналов на входе устройства.3, signals c, d at the output of the formers 10 and 11 time intervals, the signal d at the output of element 7, the signal e at the output of the trigger 8, near the dead zone when the time intervals coincide (time t), the signal from the output of the element 7 translates the trigger 8 a fixed phase shift is introduced into the opposite state. At the same time, the input of the adder 6 through the analog switch 9 supplies the voltage AND, corresponding to the introduced phase shift. This voltage is subtracted from the signal at the output of the low-pass filter 5, whereby the voltage at the output of the adder b is proportional to the phase difference of the signals at the input of the device.

Таким образом., благодар  тому, что в устройство дл  измерени  разности фаз введены формирователи 10Thus, due to the fact that the formers 10 are inserted into the device for measuring the phase difference

и 11 и элемент 7, полностью исключаетс  возможность работы фазового детектора в мертвой зоне, что приводит к устранению дополнительной погрешности измерени  фазовых сдвигов , близких к IBO , котора  возникает из-за конечности отношени  сигнал/шум на входе устройства. В результате в данном устройстве уменьшаетс  погрешность измерени  разности фаз, и оно оказываетс  работоспосюбным при меньших отношени х сигнал/шум на входе устройства.and 11 and 7, the possibility of operation of the phase detector in the dead zone is completely eliminated, which leads to the elimination of the additional error in measuring phase shifts close to IBO, which occurs due to the finite signal-to-noise ratio at the device input. As a result, in this device, the error in measuring the phase difference is reduced, and it appears to work well with lower signal-to-noise ratios at the device input.

Claims (2)

1. Авторское свидетельство СССР № 175555, кл. G 01 R 25/00, 1960. 0 1. USSR author's certificate number 175555, cl. G 01 R 25/00, 1960. 0 2. MODEL 755.Proqrammablе phase meLer. Instruction manual, WAVETEK (прототип).2. MODEL 755.Proqrammable phase meLer. Instruction manual, WAVETEK (prototype).