SU993147A1 - Phase meter having frequency output - Google Patents

Description

Изобретение относитс  к измерительной технике, св занной с измерением фазового Cfoatira между двум  электрическими колебани ми, и может быть использовано в процессе разработки фазометрических устройств, предназначенных дл  различных радиотехнических систем.The invention relates to a measurement technique related to the measurement of phase Cfoatira between two electrical oscillations, and can be used in the development process of phase meters designed for various radio engineering systems.

Известен фазометр, в котором используетс  автогенераторное преобразование фаза - частота, соМержа&щй блоки Формировани  вхо|1ных сигналов в опорном и информационном каналах и автогенераторный компенсационн1 1й блок преобразовани , состо щий из последовательно соедшненных двух однополюсных модул торов, управл емого Ксшиброванного фазовращател  и усилител  tl .A phase meter is known in which an auto-oscillator phase-frequency conversion is used, with a █ Formation of input signals in the reference and information channels; .

Указанное устройство обладает низкой точностью измерений из-за погрешностей калибровки управл емого фазовращател .This device has a low measurement accuracy due to the calibration errors of the controlled phase shifter.

Наиболее близким по технической сущности к предлагаемому  вл етс  электронный фазометр с частотным выходом , содержащий согласующие блоки в каналаД опорного и информационного входных сигналов, фазовый детектор, опорный генератор, соединенный сThe closest in technical essence to the present invention is an electronic phase meter with a frequency output, containing matching blocks in the channel D of the reference and information input signals, a phase detector, a reference oscillator connected to

ггервым входом фазового детектора, перестраиваемый по частоте генератор , блок управлени  которого соединен с выходом фазового детектора, линию задержки, вход которой подключен к выходу перестраиваемого генератора , кольцевое соединение, состо щее из последовательно включен10 ных первого однополосного модул тора , подавител  амплитудной модул ции, третьего однополосного модул тора, резонансного усилител , четвертого однополосного модул тора, причем выходы согласующих блоков соединены a phase-tuned frequency detector input, a generator tunable in frequency, the control unit of which is connected to a phase detector output, a delay line whose input is connected to the output of a tunable generator, a ring connection consisting of a series-connected first single-side modulator, a third amplitude modulation suppressor, a third single-sided modulator, resonant amplifier, fourth single-sided modulator, with the outputs of the matching blocks connected

15 соответственно .со в-1;Ь ыми входами первого и второго однсаолосных модул торов , а вторые входы третьего и четвертого однополосных модул то20 ров ;оединены соответственно с выходом перестраиваемого генератора и с выходом линии задержки. При дос.таточно большом коэффициенте усилени  резонансного усилител  в кольцевом соединении возникают автоколебани  15, respectively, with 1 to 2 inputs of the first and second one-band modulators, and the second inputs of the third and fourth single-side modulators, connected to the output of the tunable generator and the output of the delay line, respectively. When a large gain factor of a resonant amplifier is reached in a ring connection, self-oscillations arise.

25 и происходит преобразование измер емого фазового сдвига в частоту колебаний перестраиваемого генератора благодар  применению системы фазовой автоподстройки часто30 ты 2,25 and the conversion of the measured phase shift into the oscillation frequency of the tunable generator occurs due to the use of a phase-locked loop system of frequency 30 you

.Известное.устройство обладает низкой точностью измерени  в широко частотном диапазоне и имеет узкий диапазон измерени  фазовыхсдвигов.. Known. The device has a low measurement accuracy in a wide frequency range and has a narrow range of phase shift measurements.

.Цель изобретени  - повышение точности измерений и расширение диапазона измер емых разностей фаз.The purpose of the invention is to improve the measurement accuracy and expand the range of measured phase differences.

Поставленна  цель достигаетс  те что в фазометр, содержавши согласующие блоки в канале опорного и информационного входных сигналов, фазовый детектор, опорный генератор, соединенный с первым входом фазового детектора, второй вход которого соединен с выходом резонансного усилител , перестраиваемый по частоте генератор с блоком управлени  частотой, линию задержки,вход которой соединен с выхЪдом перестраиваемого генератора и последовательно соединенные в кольцевое соединени .е первый однополосный модул тор, йторрй однополосный модул тор, подавитель амплитудной модул ции, третий однополосный модул тор, резонансный усилитель, четвертый однополосный модул тор, причем вторые входы третьего и четвертого однополосных модул торов соединенысоответственно с выходом перестраиваемого генератора и с выходом линии задержки, дополнительно введены четыре однополосных модул тора, гетеродин , две управл емые линии задержки и последовательно соединенны амплитудный детектор, генерат-ор линейно измен ющегос  напр жени  и электронный ключ, причем выходы согласующих блоков в канале опорного и информационного входных сигналов соединены с первыми входами п того и шестого однополосннх модул торов , выходы которых соединены с входами седьмого однополосного модул тора , выход которого через первую управл емую линию задержки соединен с вторым входом второго однополосного модул тора, а два выхода гетеродина соединены со вторыми входами п того и шестого однополосных модул торов и одновременно с входами восьмого однополосного модул тора, выход которого через вторую управл емую линию задержки соединен с вторым входом первого однополосного модул тора, кроме того, выход резонансного усилител  подключен ко входу амплитудного детектора выход которого соединен также со входом управлени  электронного ключ выход которого в свою очередь сое-, динен с входом управлени  блока управлени  перестраиваемого генератора , выход фазов-ого детектора соединен со вторым входом электронного ключа.The goal is achieved by those in the phase meter, which contained matching blocks in the channel of the reference and information input signals, a phase detector, a reference generator connected to the first input of the phase detector, the second input of which is connected to the output of the resonant amplifier, tunable in frequency with a frequency control unit, a delay line whose input is connected to the output of a tunable generator and connected in series to an annular connection. e is the first single-sided modulator, which is a single-sided mod ltor, amplitude modulation suppressor, third single-sided modulator, resonant amplifier, fourth single-sided modulator, the second inputs of the third and fourth single-sided modulators are connected respectively to the output of the tunable generator and to the output of the delay line, four single-sided modulators, heterodyne, are added, two controllable delay lines and a series-connected amplitude detector, a linear-varying generator osc-op and an electronic key, the block matching outputs in the channel of the reference and information input signals are connected to the first inputs of the fifth and sixth single-sided modulators, the outputs of which are connected to the inputs of the seventh single-sided modulator, the output of which through the first controlled delay line is connected to the second input of the second single-sided modulator, and two outputs the local oscillator is connected to the second inputs of the fifth and sixth single-sided modulators and simultaneously with the inputs of the eighth single-sided modulator, the output of which through the second controlled delay line is connected to the second input of the first single-band modulator, in addition, the output of the resonant amplifier is connected to the input of the amplitude detector whose output is also connected to the control input of the electronic key whose output is in turn connected to the control input of the control unit of the tunable generator, the output of the phase detector is connected with the second input of the electronic key.

На чертеже представлена структурна  схема фазометра.The drawing shows a structural diagram of the phase meter.

Фазометр содержит: согласующие блоки 1 и 2; однополосные модул торы 3, 4, б, 7, 11, 12, 14 и 16; гетеродин 5; управл емые линии 8 и 9 задержки; блок 10 управлени ; подавитель 13 амплитудной модул ции резонансный усилртель 15; фазовый .детектор Зг7; амплитудный детектор 1 электронный ключ 19; опорный генератор 20; блок 21 управлени  частотой подстраиваемого генератора; подстраиваегюлй генератор 22; линию 23 задержки; генератор 24 линейно измен ющегос  напр жени , частотомер 25.The phase meter contains: matching blocks 1 and 2; single-sided modulators 3, 4, b, 7, 11, 12, 14, and 16; local oscillator 5; controllable delay lines 8 and 9; control unit 10; suppressor 13 amplitude modulated resonant amplifier 15; phase detector Zr7; amplitude detector 1 electronic key 19; reference generator 20; a frequency control unit 21 of a tunable generator; tuning generator 22; delay line 23; linear voltage generator 24, frequency counter 25.

Устройство работает следующим образом .The device works as follows.

На входы согласующих блоков 1 и подают опорный и информационный сигнешы с текущими фазами Ч и u) соответственно, которые затем поступают на первые входы однополосных модул торов 3 и 4, На второй вход однополосного модул тора 3 с выхода гетеродина 5 поступает колебание с текущей фазой boJt+Чп. На выходе однополосного модул тора 3 выдел етс  колебание с текущей фазой (u)n-U))t + .и поступает на первый вход однополосного модул тора 6. С второго выхода гетеродина колебание с текущей фазой (uj2+2}t+ поступает на второй вход одноплосного модул тора 4, на выходе которого выдел етс  колебание с текущей фазой (i«J2+ft-u))t+422 % ° лебание поступает на второй вход однополосного модул тора 6, на выходе которого выдел етс  колебание с текущей фазой Яt+ ( Чг) + С Одновр 5 менно с этим колебани  с выходов вт ер о дин а с текущими фазами (u),j+S)t+ и U)2t+ .(Поступают на выходы однополосного модул тора 7, на выходе которого при этом выдел етс  колебание с текущей фазой Slt+ (Ч22 - ) . Колебание с выхода одйополосного модул тора б проходит через управл емую линию 8 задержки, при этом текуща  фаза колебани  на входе .однополосного модул тора 12The inputs of matching blocks 1 and feed the reference and information signals with the current phases H and u), respectively, which are then fed to the first inputs of single-sided modulators 3 and 4, the second input of single-sided modulator 3 from the output of the local oscillator 5 receives oscillation with the current phase boJt + PE At the output of the single-sided modulator 3, an oscillation with the current phase (u) nU) t + is allocated to the first input of the single-sided modulator 6. From the second heterodyne output, the oscillation with the current phase (uj2 + 2} t + is fed to the second input of the single-band modulator 4, at the output of which the oscillation with the current phase (i i J2 + ft-u)) t + 422% ° is released; the oscillation is fed to the second input of the single-sided modulator 6, at the output of which the oscillation with the current phase Яt + is released (Chg ) + С Simultaneously with this, the oscillations from the outputs of the output modules with the current phases (u), j + S) t + and U) 2t +. ( to the outputs of a single-sided modulator 7, the output of which at the same time separates the oscillation with the current phase Slt + (H22 -). The oscillation from the output of the single-band modulator b passes through the controlled delay line 8, while the current phase of the oscillation at the input of the single-side modulator 12

равна S2t+(422- 21) - где Тз/, - врем  задержки сигнала в линии 8 задержки. Колебани  с выхода однополосного модул тора 7. задерживаетс  в управл емой линии 9 задержки йа врем  задержки Тз2 и поступает на вход однополосного модул тора 11 с текущей фазой Иt+equal to S2t + (422-21) - where Ts /, is the delay time of the signal in the delay line 8. The oscillations from the output of the single-band modulator 7. The delay time Tz2 is delayed in the controlled delay line 9 9 and is fed to the input of the single-band modulator 11 with the current phase T +

достаточно болшом коэффициенте усилени  усилител  15 в кольцевом соединении, образованном последовательно включенными однополосным модул тором 11, однополосным модул тором 12, подавителе 13 амплитудной модул ции, однополосным модул тором 14, резонансным усилителем 15 и однополосным модул  тором 16 , возникают автоколебани , так как при выполнении условий баланса фаз и амплитуд данное кольцевое соединение превращаетс  в автоколебательную систему. Сигнал с выхода однополосного модул тора 16 по ступает на вход.однополосного модул тора 11 с текущей .фазой u)gt+tf, где Ыд - частота колебаний на выход однополосного модул тора 16; Ч - на чальна  фаза. На выходе однополосного модул тора 11 выдел етс  колебание с суммарной (или разностной) частотой u)jj (а)дЧ-й () и поступает на вход однополосного модул тора 12, на выходе которого выдел ете} колебание с разностной (или cyMviapHoft) частотойш -Д: ш {или t)j,+ ,,) . Таким образом, на выходе однополосного модул тора 12 выдел етс  колебание той же частоты что и на выходе однополосного модул тора 16. В процессе такого преобр зовани  частоты и в однополосных мод л торах 11 и 12 измер емый фазовый сдвигдЧ Ч2 и разность фазовых сдвигов в лини х 8 и 9 задержки Й( 51 перенос тс  на колебание выдел емое на выходе однополосного модул тора 12. Сигнал, проход адй с выхода однополосного модул тора 16 на выход однополосного модул тора 12, претерпевает паразитный фазовый сдвиг (Шц+й) зп (или (,-Й) Ь где t-if i -врем  запаздывани  сигнала в выходных цеп х одйополосного модул тора 11. Следовательно, текущ фаза колебаний на выходе однополосного модул тора 12 равна + ()P3n + Q() + if, где Мл - начальна  фаза автоколебаний. Колебани  в цеп х между входом однопол осного модул тора 13 и выходом однополосного модула-гора 12, а такж в цеп х между выходом однополосного модул тора 16 и входом однополосног модул тора 11 претерпевают фазовый сдвиг, равный ШуТГ , где зэ м  запаздывани  сигнала в перечисленных выше цеп х. В процессе прохождени  блоков 14-16 сигнал претер певает фазовый сдвиг, состо щий из сдвига в резонансном-усилителе (u),) T,jc, где -частота настройки усилител , t-jc - врем  запаздывани  сигнала в усилителе, и из сдвига, вносимого из-за возвратного преобразовани  частоты в однополосных модул торах 14 и 16 со, стороны вторых входов этих модул торов и равного (itnK где «12 частота колебаний генератора 20, 1Гд-, - врем  запаздывани  сигнала в линии задержки 23. Общий фазовый сдвиг, полученный сигналом в процессе однократного прохождени  кольцевого соединени , состо тего из блоков 11-16 составл ет аЧ. (0,452)Г, ft(t,-1,|.и,,.(,)t3. и.,(1). -A f4%-«;sn/«( ,, (« в том случае, если | 2Fn., где , 1, 2, ..., то выполн етс  условие фаз и в кольцевсш соединении существуют автоколебаии  при достаточно большом зна1чении коэффициента усилени  усилител  15. На этапе конструктивной разработки устройства частота настройки резонансного усилител  15 выбираетс  равной частоте WQ опорного генератора 20. При возникновении автоколебаний в замкнутом кольцевом соединении частота колебаний uj на входов усилител  15 может несколько отличатьс  от резонансной частоты uj. В этом случае колебание с выхода резонансного усилител  поступает на вход амплитудного детектора 18, на выходе которого формируетс  посто нное напр жеиие, под воздействием которого электронный ключ 19 устанавливаетс  в режим пропускани  управл ющего напр жени  с выхода фазового детектора 17 иа управл ющий вход блока 21 Управлени .Одновременно на выходе фазового детектора 17 формируетс  управл ющее напр жение вследствие несовпадени  частот колебаний на выходах резонансного усилител  .15 и опорного генератора 20. Под воздействием этого управл ющего напр жени  блок 21 управлени  перестраива- ет частоту генератора 22 таким об- . разом, чтобы она стала равной . На начальном этапе автоколебани  в замкнутом кольцевом соединении, состо щем из блоков 11-16, могут не возбуждатьс  из-за того, что условие фаз будет выполн тьс  на частоте, не попадающей в пределы полостл пропускани  резонансного усилител  15. Тогда с выхода резонансного усилител  15 не будет поступать колебание на вход амплитудного детектора 17 и на его выходе не будет посто нного управл ющего напр жени . Электронный ключ 19 установитс  в режим пропускани  сигнала с выхода генератора 24 линейно измен ющегос  напр жени , который начнет вырабатывать линейно измен ющеес  напр жение, под воздействием которого блок 21 управлени  будет измен ть частоту колебаний подстраиваемого генератора 22 от минимгшьного значени  Wjrmin сторону увеличени . При этом будет    a sufficiently large gain factor of amplifier 15 in an annular connection formed by series-connected single-sided modulator 11, single-sided modulator 12, suppressor 13 of amplitude modulation, single-sided modulator 14, resonant amplifier 15 and single-sided modulator 16, auto-oscillations occur as conditions for the balance of phases and amplitudes of this ring compound turns into a self-oscillating system. The signal from the output of the single-sided modulator 16 comes to the input-single-sided modulator 11 with the current phase u) gt + tf, where δd is the oscillation frequency to the output of the single-sided modulator 16; H - for the initial phase. At the output of the single-sided modulator 11, an oscillation with a total (or difference) frequency u) jj (a) dH-th () is separated out and fed to the input of a single-sided modulator 12, at the output of which there is an oscillation with a difference (or cyMviapHoft) frequency -D: w {or t) j, + ,,). Thus, at the output of the single-sided modulator 12, an oscillation of the same frequency as at the output of the single-sided modulator 16 is emitted. In the process of such frequency conversion, in the single-sided moduli tori 11 and 12, the measured phase shift dH2 and the difference in phase shifts in the line x 8 and 9 delays H (51 are transferred to the oscillation allocated at the output of the single-sided modulator 12. The signal, the passage from the output of the single-sided modulator 16 to the output of the single-sided modulator 12, undergoes a parasitic phase shift (Shz + i) zp (or (, -Y) b where t-if i is the lag time of the signal in the output circuits of the monopole modulator 11. Therefore, the current phase of the oscillations at the output of the single-sided modulator 12 is + () P3n + Q () + if, where Ml is the initial phase of the self-oscillations. Oscillations in the chains between the input of the same-field axis modulator 13 and the output of the single-sided modular-mountain 12, as well as in the chains between the output of the single-sided modulator 16 and the input of the single-sided modulator 11, undergo a phase shift equal to ШуТГ, where the signal lags in the chains listed above. In the process of passing blocks 14-16, the signal undergoes a phase shift consisting of a shift in the resonant amplifier (u),) T, jc, where is the frequency of tuning the amplifier, t-jc is the delay time of the signal in the amplifier, and from the shift, introduced due to the return frequency conversion in single-band modulators 14 and 16 from the side of the second inputs of these modulators and equal to (itnK where "12 oscillator frequency of the oscillator 20, 1ГД-, is the delay time of the signal in the delay line 23. General phase shift, received by the signal in the process of single passage of the ring joint nor, consisting of blocks 11-16, is ac. (0,452) G, ft (t, -1, |. and ,,. (,) t3. and., (1). -A f4% - "; sn / "(,, (" if | 2Fn., where, 1, 2, ..., then the condition of the phases is fulfilled and there are auto-oscillations in the ring connection, if the gain factor of the amplifier is sufficiently large) 15. At the constructive the device development frequency tuning resonant amplifier 15 is chosen equal to the frequency WQ of the reference oscillator 20. When self-oscillations occur in a closed ring connection, the oscillation frequency uj at the inputs of the amplifier 15 may differ slightly t the resonant frequency uj. In this case, the oscillation from the output of the resonant amplifier is fed to the input of the amplitude detector 18, at the output of which a constant voltage is generated, under the influence of which the electronic key 19 is set to pass the control voltage from the output of the phase detector 17 and control input 21 At the same time, a control voltage is formed at the output of the phase detector 17 due to a mismatch of the oscillation frequencies at the outputs of the resonant amplifier .15 and the reference oscillator 20. Under the influence of this control voltage, the control unit 21 is perestraiva- frequency generator 22 so ob-. at once so that it becomes equal. At the initial stage, self-oscillations in a closed ring connection consisting of blocks 11-16 may not be excited due to the fact that the phase condition will be fulfilled at a frequency not falling within the transmission gap of the resonant amplifier 15. Then, from the output of the resonant amplifier 15 no oscillation will be received at the input of the amplitude detector 17 and at its output there will be no constant control voltage. The electronic switch 19 is set to pass a signal from the output of the generator 24 to a linearly varying voltage, which will begin to generate a linearly varying voltage, under the influence of which the control unit 21 will change the oscillation frequency of the adjustable oscillator 22 from the minimum Wjrmin value. This will

измен тьс  вносимый сдвиг фаз в кольцевое соединение и условие фаз будет измен тьс . В конце концов условие фаз выполнитс  на некоторой частоте tx, попадающей в пределы полосы пропускани  резонансного усилител  15, и в кольцевом соединении возникнут автоколебани , на входе амплитудного детектора 18 -по витс  колебание с определенной амплитудой а на его выходе сформируетс  управл ющее посто нное напр жение, ;11од воздействием которого электронный ключ 19 перейдет в режим пропускайи  управл ющего сигнала с выхода фазового детектора 17. Под воздействием данного управл юще го напр жени  блок 21 управлени  перестроит частоту генератора 22 до сов падени  частоты колебаний на выходе резонансного усилител  15 с частотой опорного генератора 20. На этом пе рестройка частоты генератора 22 прекратитс . И по значению частоты, ге нератора 22, измер емой частотомером 25, можно .судить о величине измер емого фазового сдвига В процессе конструктивной разработки предлагаемого устройства шкала частотомера 21 может быть проградунрована в значени х фазового угла.the insertion phase shift in the ring joint changes and the phase condition will change. Eventually, the phase condition is fulfilled at a certain frequency tx, falling within the bandwidth of the resonant amplifier 15, self-oscillations occur in the ring connection, an amplitude oscillation at the input of the amplitude detector 18 -wits, and a constant constant voltage is formed at its output ,; 11, the effect of which the electronic key 19 enters the mode of passing the control signal from the output of the phase detector 17. Under the influence of this control voltage, the control unit 21 will re-adjust the frequency g generator 22 until the oscillation frequency at the output of the resonant amplifier 15 coincides with the frequency of the reference oscillator 20. At this, the frequency tuning of the oscillator 22 stops. And according to the value of the frequency, generator 22, measured by the frequency meter 25, it is possible to judge the magnitude of the measured phase shift. In the process of the design development of the proposed device, the scale of the frequency meter 21 can be progressed in the values of the phase angle.

Перед выполнением измерений с помошыо данного фазометра производ т корректировку фазовых набегов в коль цевом соединении. Дл  этого ни входы согласующих блоков 1 и 2 поДгиот два синфазных колебани , В этом случае в результате преобразований с сигналами, которые описана выше, установитс  частота колебаний пйд страиваемого генератора 22, значение которой может отличатьс  от ее номинального значени  (соответствующего нулевому фазовому сдвигу на входах фазометра) из-за расстройки резонансного усилител  15 относительно частоты Ыо опорного генератора 20, а также из-за вли ни  паразитного фазового сдвига в цепи между од нополосными модул торами 11 и 12, Измен   с помощью блока 10 управлени величины времени задержек , и tв лини х 8 и-9 задержки перестраиваем частоту подстраиваемого ген ератора 22 до ее номинального эначени , соответствующего нулевому фазовому сдвигу между входными опорным и информационным сигналами. При этом благодар  установке линий 8 и 9 задержки в замкнутое соединение, состо щее из блоков 11-16, вноситс  фазовый сдвиг Я (1:з2 - з-,) / который компенсирует паразитные фазовые сдвиги. В процессе конструктивной разработки параметры линий 8 и 9 можно выбрать такими, что при номинальном значении частоты колебаний Before making measurements using this phase meter, the phase ramps in the ring joint are corrected. To do this, neither the inputs of matching blocks 1 and 2 will have two common-mode oscillations. In this case, as a result of the transformations with the signals described above, the oscillation frequency of the tuned oscillator 22 will be established, the value of which may differ from its nominal value (corresponding to zero phase shift at the inputs phase meter) due to detuning of the resonant amplifier 15 relative to the frequency Oo of the reference oscillator 20, as well as due to the influence of the parasitic phase shift in the circuit between the single-band modulators 11 and 12, By adjusting the delay time control unit 10, and t in the delay lines 8 and 9, we tune the frequency of the tunable generator 22 to its nominal value corresponding to the zero phase shift between the input reference and information signals. In this case, due to the installation of lines 8 and 9 of the delay, the closed connection consisting of blocks 11-16 introduces a phase shift I (1: 3 - 3,) / which compensates for parasitic phase shifts. In the process of constructive development, the parameters of lines 8 and 9 can be chosen such that at the nominal value of the oscillation frequency

подстраиваемого генератора 22 и при нулевом фазовом сдвиге на входе фазометра будет выполн тьс  условиеadjustable generator 22 and at zero phase shift at the input of the phase meter will be the condition

.« (( yc- F3y5 -| 2Лт(2. "((Yc- F3y5 - | 2Lt (2

ИЛИOR

.(S-S2; %S 4-vc-;s,tO (2с,;. (S-S2;% S 4-vc-; s, tO (2c ;;

где m 0, 1, 2, ,, .where m is 0, 1, 2, ,,.

После корректировки фазовых набе15 гов производ т измерени  с помощью данного фазометра, В процессе измерений на опорный и информационный входы подают колебани , фазовый сдвиг &Ч между которыми необходимо опре2Q делить. При этом в процессе преобразований с сигналами, описанными выше, установитс  частота колебаний подстраиваемого генератора, равна After correcting the phase patterns, measurements are made using this phase meter. During the measurements, oscillations are applied to the reference and information inputs, the phase shift & H between which it is necessary to divide. In the process of transformations with the signals described above, the oscillation frequency of the adjustable oscillator will be equal to

(Э(Uh

U)2 U) 2

При изменении величины измер емого фазового сдвига будет измен тьс  частота автоколебаний в замкнутом кольцевом соединении, а следовательно , изменитс  частота колебаний на выходе резонансного усилител  15,When the magnitude of the measured phase shift is changed, the frequency of self-oscillations in a closed ring connection will change, and therefore, the oscillation frequency at the output of the resonant amplifier 15 will change,

Это приведет к по влению управл ющего напр жени  на выходе фазового детектора 17, под воздействием ко .торого блок 21 управлени  будет перестраивать частоту колебаний генератора 22 таким образом, чтобы изменение вносимого через линик 23 задержки фазового сдвига скомпенсировало изменение измер емого фазового сдвига. По изменению частоты колебани  подстраиваемого генератора 22,This will lead to the appearance of a control voltage at the output of the phase detector 17, under the influence of the second unit 21, the control unit 21 will tune the oscillation frequency of the generator 22 so that the change in the phase shift delay introduced through the line 23 compensates for the change in the measured phase shift. By varying the oscillation frequency of the adjustable oscillator 22,

регистрируемому частотомером 25, суд т о величине изменени  измер емого фазового сдвига.detected by the frequency meter 25, the magnitude of the change in the measured phase shift is judged.

Изменение частоты входных опорного и информационного колебаний не будет сказыватьс  на показани х частотомера 25, так как при этом частота колебаний на выходах однопЬлосных модул торов б и 7 будет оставатьс A change in the frequency of the input reference and information oscillations will not affect the indications of the frequency meter 25, since the oscillation frequency at the outputs of the single-side modulators b and 7 will remain

неизменной.unchanged.

В процессе эксплуатации фазометра , разработанного в соответствии с предлагаемойJсхемой, с помощью управл емых линий 8 и 9 задержкиDuring the operation of the phase meter, developed in accordance with the proposed Jschema, using controlled lines 8 and 9 delay

Claims (2)

можно компенсировать отклонени  аппаратурных фазовых сдвигов в кольцевом соединении, происход щие из-за нестабильности параметров элементов (из-за старени , изменени  температуры и т.д.), и тем самым устранить вли ние нестабильности аппаратурных фазовых сдвигов наточность измерени Применение схемы управлени , состо щей из амплитудного детектора;1в генератора 24 линейно измен ющегос  напр жени  и электронного ключа 19, позвол ет применить при разработке фазометра более узкополосный резонан сный усилитель 15 и тем самкт снизит уровень шумов, циркулирующих в замкнутс 4 кольцевом соединении, а сл« довательно , повысить стабильность частоты автоколебаний. Повшаение ста бильности частоты автоколебаний приводит , в свою очередь, к повышению стабильности частоты подстраиваемо го генератора 22, а следовательно, повышению точности измерений. Кроме того, .применение указанной cxeMtl управлени  позвол ет расширить динамический диапазон измер емых раз ностей фаз до пределов 0-2Я. В то врем  как в устройстве-прототипе, в которсил отсутствует указанна  схема управлени , диапазон измер еких разностей фаз ограничиваетс  линейНЕШ участком фазовой характеристики резонансного усилител  и примерно раS вен 0:7. Таким образом, предлагаемый фазометр обладает повЕлленной точностью измерений, более широким частотным диапазоном и более широким динамическим диапазоном измер емых раз ностей фаз по сравнению с устройством-прототипом . Относительные погрешности измер емой разности фаз не превыиают 10 . Формула изобретени  Фазометр с частотным выходом, содержащий согласующие блоки в канале опорного и информащюнного вход1ШХ сиглалов, фазовый детектор, опорНБ генератор, соединенный с первым входом фазового детектора, .второй вход которого соединен с выходом резонансного усилител , перестраиваемый по частоте генератор с блоком управлени  частотой, линию задержки , вход которой соединен с В ыходом перестраиваемого генератора к последовательно соединенные в кольцевое соединение первый однополосный модул тор, второй однополосный модул тор ., подавитель амплитудной модул ции , третий однополосный модул тор, резонансный усилитель, четвертый однополосный модул тор, причем вторые входы третьего и четвертого однополосных модул торов соединены соответственно с выходом перестраиваемого генератора и с выходом линии задержки, отлнч. ающийс  тем, что, с целью повышени  точности измерений и расширени  диапазона измер емых разностей фаз, в него дополнительно введены четыре однополосных модул тора, гетеродин, две управл еколе линии задержки и последовательно соединенные амплитудный детектор, генератор линейно измен ющегос  напр жени  и электронный ключ, причем выходы согласующих блоков в канале опорного и информационного входных сигналов соединены с первыми входами п того и шестого однополосных модул торов, выходы которых соединены с входами седьмого однополосного модул тора, выход которого через первую управл емую линию задержки соединён с вторым входом второго однополосного модул тора , а два выхода гетеродина соединены с вторыми входами п того и шестого однополосных модул торов и одновременно с входами восьмого однополосного модул тора, выход которого соединен через вторую управл емую линию задержки с вгорым входом первого однополосного модул тора , кроме того, выход резонансно«го усилител  соединен с входом амплитудного детектора, выход которого соединен также с входом управлени  электронного ключа, выход- которого, в свою очередь, соединен с входом управлени  блока управлени  перестраиваемого генератора, выход фазового детектора соединен с вторым входом электронного ключа. Источники информации, прин тые во внимание при экспертизе 1.Авторское свидетельство СССР по за вке 2654969/18-21, кл. G 01 R 25/04, 1979. it is possible to compensate for deviations of instrumental phase shifts in the annular connection, which occur due to instability of the parameters of the elements (due to aging, temperature changes, etc.), and thereby eliminate the effect of instability of instrumental phase shifts; measurement accuracy; 1 in the generator 24 of the linearly varying voltage and the electronic switch 19, allows the use of a narrower resonant amplifier 15 in the development of the phase meter and thereby reducing the level noise, circulating in a closed 4-ring connection, and, consequently, to increase the stability of the frequency of self-oscillations. Increasing the frequency of self-oscillations leads, in turn, to an increase in the frequency stability of the tunable oscillator 22, and, consequently, to an increase in the measurement accuracy. In addition, the application of the specified control cxeMtl allows the dynamic range of the measured phase difference to be extended to within 0-2 °. While in the prototype device, the indicated control circuit is missing, the range of measured phase differences is limited by the linear portion of the phase characteristic of the resonant amplifier and is approximately 0: 7 sps. Thus, the proposed phase meter has an enhanced measurement accuracy, a wider frequency range and a wider dynamic range of measured phase differences compared to the prototype device. The relative errors of the measured phase difference do not exceed 10. Phase meter with a frequency output, containing matching blocks in the channel of the reference and information input 1SH sigals, phase detector, opNB generator connected to the first input of the phase detector, the second input of which is connected to the output of the resonant amplifier, frequency tunable generator with frequency control unit, the delay line, the input of which is connected to the output of the tunable generator to the series of the first single-band modulator, the second single-band module Tor., Amplitude modulation suppressor, third single-sided modulator, resonant amplifier, fourth single-sided modulator, the second inputs of the third and fourth single-sided modulators are connected respectively to the output of the tunable generator and to the output of the delay line, otlnch. In order to increase the accuracy of measurements and expand the range of measured phase differences, four single-sided modulators, a local oscillator, two control delay lines and a series-connected amplitude detector, a voltage generator, moreover, the outputs of the matching blocks in the channel of the reference and information input signals are connected to the first inputs of the fifth and sixth single-band modulators, the outputs of which are connected to the inputs of the seventh one-strip modulator, whose output through the first controllable delay line is connected to the second input of the second single-band modulator, and two outputs of the local oscillator are connected to the second inputs of the fifth and sixth single-band modulators and simultaneously with the inputs of the eighth single-side modulator, the output of which is connected through the second controllable delay line with the upstream input of the first single-sided modulator, in addition, the output of the resonant amplifier is connected to the input of the amplitude detector, the output of which is also connected to the control input of the electric An electronic key, the output of which, in turn, is connected to the control input of the control unit of the tunable generator, the output of the phase detector is connected to the second input of the electronic key. Sources of information taken into account in the examination 1. USSR author's certificate on application 2654969 / 18-21, cl. G 01 R 25/04, 1979. 2.Авторское свидетельство СССР по за вке № 2847983/18-21, кл. G 01 R 25/00, 1979.2. USSR author's certificate for application number 2847983 / 18-21, cl. G 01 R 25/00, 1979.