Преобразование частоты при измерении фазового сдвига

Умножение частоты применяют для уменьшения погреш­ности при измерении малых фазовых сдвигов. Понижение частоты путем гетеродинного преобразования используют при измерении на высоких и сверхвысоких частотах.

Умножение частоты приводит к увеличению фазового сдвига. Если аргументы измеряемых напряжений ωt+φ₁ и ωt+φ₂, то после умножителей частоты с одинаковыми коэффициентами умножения n получим n(ωt+φ₁) и n(ωt+φ₂) соответственно. Фазовый сдвиг, измеренный фазометром, φ = n(φ₁ — φ₂) увеличился в n раз, и погреш­ность его измерения может быть меньше. Фазовый сдвиг между исследуемыми напряжениями φ = φ/n= φ₁ — φ2.

Гетеродинное преобразование частоты позво­ляет понижать частоту исследуемых напряжений с сохра­нением прежнего фазового сдвига Напряжения u₁ и u₂ подают в два идентичных канала, содержащие входные устройства ВхУ, смесители См и усилители разностной частоты УРЧ. На оба смесителя подается напряжение гете­родина Гет в одинаковой фазе. Равенство фаз цепей гете­родин — смеситель достигается равенством их электри­ческих длин. Для устранения взаимного влияния каналов друг на друга между ними установлен развязывающий мост РМ. На выходах смесителей получается напряжение разностной частоты с исходным фазовым сдвигом. После усиления эти напряжения поступают на низкочастотный фазометр для измерения фазового сдвига. Диапазон частот определяется диапазоном частот перестройки частоты гете­родина. Имеются фазометры с верхней частотой 1,5 и 7 ГГц. Для повышения точности измерений гетеродин выполняется с автоматической подстройкой частоты АПЧ. Частота генератора с кварцевой стабилизацией Г_кв сравни­вается с разностной частотой на выходе усилителя, с точ­ностью до фазы. Погрешность измерения возникает вслед­ствие неидеальных амплитудных и фазовых характеристик усилителей разностной частоты и погрешности низкочастот­ного фазометра. Погрешность измерения составляет 1—2 %.