Измеритель неравномерности группового времени запаздывания Советский патент 1983 года по МПК G04F10/06 

СЛ

Изобретение относится к радибизмерительной технике и может быть использовано в измерителях неравномер костей группового времени запаздывания (ГВЗ), а также измерителях нелинейности, фазочастотной характеристики (ФЧХ) трактов систем связи.

Известен измеритель, содержащий передатчик, включающий генератор опорной несущей частоты, генератор измерительной несущей частоты, коммутатор, амплитудный модулятор, генератор модулирующей частоты, выходное устройство и приемник, включающий входное устройство, амплитудный детектор, фазовый детектор, полосовой фильтр. Измеритель работает по принципу коммутации с определенным периодом несущей частоты амплитудно-модулированного (AM) сигнала. После прохождения такого зондирующего сигнала через исследуемую линию связи разность ГВЗ линии связей на опорной и измерительной несущей частотах проявляется в виде скачка фазы огибающей AM сигнала. Величина скачка фазы является мерой неравномерности ГВЗ линии связи на опорной и измерительной несущих частотах. В приемнике методом амплитудной демодуляции производится выделение огибающей, которая поступает на один вход фазового детектора. На другой вход фазового детектора поступает сигнал той же огибающей, прошедший узкополосный полосовой фильтр. Ширина полосы пропускания фильтра (ДР) должна быть намного меньше частоты коммутации (f) несущих частот (ДР ;-с{| . Таким образом в приемнике создается сигнал опорной фазы. Выходной сигнал фазового детектора представляет собой прямоугольные .импульсы напряжения с частотой следования, равной частоте коммутации, амплитуда которых пропорциональна неравномерности ГВЗ l.

Известный измеритель имеет недостатки: на выссэких частотах технически очень сложно реализовать коммутацию несущих частот вследствие перехрдных процессов в момент коммутации;

- низкое быстродействие, так как частота перестройки измерительной несущей частоты должна быть намного меньше частоты коммутации, причем время измерения в полосе частот достигает от нескольких до нескольких десятков минут, при эт.ом очень трудно проводить оперативную коррекцию частотных характеристик ГВЗ трактов систем связи.

Наиболее близким по технической . сущности к изобретению является измеритель неравномерности ГВЗ, построенный по принципу коммутации несущей частоты. Измеритель содержит

передатчик и приемник, соединенные исследуемой линией связи. Передатчик включает генератор фиксированной частоты, амплитудный модулятор, генератор модулирующей частоты, генератор частоты опознавания, смеситель высокочастотный коммутатор, генератор опорной несущей частоты, генератор перестраиваемой измерительной несущей частоты и выходной блок, который обычно включает в себя фильтры, выходные усилители, аттенюаторы, согласующие каскады. Приемник измерителя включает входной усилитель, амплитудный детектор, узлы синхронизации, фазовый детектор, генератор подстраиваемой частоты, фильтр низких частот, управляемый выпрямитель 2.

Данный измеритель характеризуется большим временем измерения неравномерности ГВЗ в полосе частот. Частот перестройки измерительной несущей частоты должна быть минимум на порядок меньше частоты коммутации. Частота коммутации в свою очередь ограничивается переходными процессами в исследуемой линии связи и узлах измерителя. Вследствие этого время измерения в широком диапазоне частот занимает от нескольких до нескольких десятков минут. При этом крайне затруднена оперативная настройка корректора ГВЗ в линии связи. Кроме того, реализовать метод коммутации на частотах, превышакицих несколько десятков мегагерц практически невозможно из-за переходных процессов и технической сложности высокочастотных коммутаторов. Степень фазовых искажений наряду с ,HepaBHOMepHOCTbTO ГВЗ характеризуется отклонением фазочастотной характеристики (ФХЧ) от линейного закона, т.е. нелинейностью ФЧХ. При этом необходимо эти обе характеристики определять одновременно, однако устройства для измерения нелинейности ФЧХ линий связи отсутствуют

Цель изобретения - повышение быстродействия, расширение диапазона рабочих частот и расширение функциональных возможностей посредством обеспечения возможности измерения нелинейности фазочастотной характеристики.

Поставленная цель достигается тем, что в измеритель неравномерности группового времени запаздывания, содержащий передатчик, включгиощий генератор фиксированной частоты, амплитудный модулятор, генератор модулирующей частоты, смеситель, генератор перестраиваемой частоты и выходной блок, причем выход генератора фиксированной частоты соединен с пер вым входом амплитудного модулятора, а выход генератора модулирующей частоты соединен со вторым входом амплитудного модулятора/ выход последнего соединен с первым входом смесителя, выход которого соединен с выходным блоком, а также приемник, содержащий входной усилитель, амплитудный детектор, фазовый детектор, генератор подстраиваемой частоты и фильтр низких частот, при этом выход входного усилителя соединен со вхо,до,м амплитудного детектора, а выход последнего соединен с первым входом фазового детектора, второй вход которого соединен с выходом генератора подстраиваемой частоты, управляющий вход которого соединен через фильтр низких частот с выходом фазового детектора, в передатчик введен блок .линейной развертки, соединенный с управляющим входом генератора перестраиваемой частоты, выход которого соединен со вторым входом смесителя, а в приемник введен интегратор, панорамный индикатор и преобразователь частота - напряжение, при этом вход интегратора соединен с выходом фазового детектора, а выход интегратора соединен с первым входом панорамного индикатора, второй вход которого соединен с выходом фазового детектора, а третий - с выходом преобразователя частота - напряжение, вход которого соединен с выходом входного усилителя.

На фиг.1. приведена структурная схема предложенного измерителя; на фиг.2 - диаграммы, поясняющие его работу.

Измеритель неравномерностей ГВЗ содержит передатчик 1, включающий генератор 2 фиксированной частоты, амплитудный модулятор 3, генератор 4 модулирующей частоты, смеситель 5, генератор 6 перестраиваемой частоты, блок 7 линейной развертки, соединенный с генератором 4 перестраиваемой частоты, и выходной блок 8. Измеритель содержит также прие14ник 9, включающий входной усилитель 10, амплитудный детектор 11, фазовый детектор 12, генератор 13 подстраиваемой частоты, фильтр 14 низких частот, интегратор 15, подключенный к выходу фазового детектора 12, панорамный индикатор 16, входы которого соедане Ш с выходами интегратора 15 и фазового детектора 12, причем вход развертки панорамного индикатора 16 через преобразователь 17 частота - напряжение соединен с выходом входного усилителя 10.

Предложенный измеритель работает следующим образом.

генератора 2 фиксированной частоты модулируется по амплитуде в амплитудном модуляторе 3 сигналом генератора 4 модулирующей частоты и поступает в смеситель 5. На, другой вход смесителя 5 поступает сигнал

генератора 6 перестраиваемой частоты. На выходе смесителя 5 образуется AM сигнал в необходимом частотном диапазоне. Частота генератора 6 управляется пилообразным сигналом блока 7 линейной раэвертки. Выходной блок 8 содержит узлы, необходимые для обработки выходного сигнала смесителя 5 (фильтр, усилитель, аттенюатор). Таким образом на выходе передатчика

0

Iобразуется AM сигнал,- несущая частота которого перестраивается с большой скоростью линейным законом в не;Обходимом частотном диапазоне.

Зондирующий AM сигнал с линии свя5зи, поступает на ВХОДНОЙ усилитель 10 приемника 9. В амплитудном детекторе

IIвьщеляется огибающая AM сигнала, фаза которой содержит информацию о неравномерности ГВЗ исследуемой линии связи. Сигнал огибающей поступает

0 на один вход фазового детектора 12, на другой вход которого поступает

сигнал генератора 13, управляемого выходным напряжением фазового детектора 12 через фильтр 14. Частота сре5за фильтра 14 должна бьггь такой, чтобы составляющие с частотой перестройки несущей частоты и выше были подавлены. Таким образом создается сигнал опорной фазы в приемном конце

0 линии связи. Выходное напряжение фазового детектора 12 пропорционально величине неравномерности ГВЗ исследуемой слинии связи. При перестройке :несущей частоты в панорамном индика5JTOpe воспроизводится характеристика, неравномерности гвЗ. Время измерения не превышает нескольких десятков миллисекунд, что намного меньше чем в известном измерителе, а частотный

0 диапазон измерителя больше частотного диапазона известного устройства.

Степень фазовых искажений наряду с неравномерностью ГВЗ характеризует:ся отклонением ФЧХ от линейного закона, т.е. нелинейностью ФЧХ.-В линиях

5 ;связи, где вход и выход разнесены на значительные расстояния, прямое измерение ФЧХ и определение .нелинейности ФЧХ невозможно. В предлагаемом измерителе неравномерности ГВЗ изме0|рёние нелинейности ФЧХ обеспечивается :введением интегратора 15. Выходное напряжение фазового детектора 12 интегрируется, что соответствует алгоритму

5

глг«)а$--лф(),

(1)

где ЛТ({) - частотная неравномерность

ГВЗ ;

60 Лф() частотная .зависимость нелинейности ФЧХ.

Принцип измерения нелинейности :ФЧХ поясняется диаграммами на фиг.2. Очевидно, то погрешность измере 5 Ния нелинейности ФЧХ зависит от сте-;

пени линейности перестройки несущей частоты, т.е. линейности частотного масштаба, бднако существующие различные методы линеаризации позволяют достигнуть линейности частотного масштаба порядка (0,1-1)%, что вполне удовлетворяет требованиям измерения нелинейности ФЧХ.

Положительный эффект дос1игается за счет того, что перестройка несущей частоты AM сигнала осуществляется линейно с большей скоростью,что позволяет значительно повысить быстродействие измерителя,. Введение в приемник 9 измерителя неравномерности ГВЗ интегратора 15, панорамного индикатора 16 и преобразователя 17 позволяет измерять нелинейность ФЧХ, что значительно расширяет функционаленые возможности измерителя.

Кроме того, заложенный в измеритель метод измерения позволяет проводить измерение неравномерности ГВЗ и нелинейности ФЧХ практически во всем частотном диапазоне, включая СВЧ.

Г t

Частотная зависимость отоиптного Г8Л

ИЗМЕРИТЕЛЬ НЕРАВНШЕРНОСТИ ГРУППОВОГО ВРЕМЕНИ ЗАПАЗДЫВАНИЯ, содеЪжащий передатчик, включающий генератор фиксированной частоты,амплитудный модулятор, генератор модулирующей частоты, смеситель, генератор перестраиваемой частоты и выходной блок, причем выход генератора фиксированной частоты соединен с первым входом амплитудного модулятора, а выход генератора модулирующей частоты соединен со вторым входом амплитудного модулятора, выход последнего соединен с первым входом смесителя, выход которого соединен с выходньм блоком, а также приемник, содержащий входной усилитель, амплитудный детектор, фазовый детектор, генератор подстраиваемой частоты и фильтр низких частот, при этом выход входного усилителя соединен, со входом амтлитудного детектора, а выход последнего соединен с первым входом фазового детектора, второй вход которого соединен с выходом генератора подстраиваемой частоты, управляющий вход которого соединен .через фильтр низких частот с выходом фазового дхетектора, отличающийся тем, что, с целью повышения быстродействия, расишрения диапазона рабочих частот и расширения функциональных возможностей посредством обеспечения возможности, измерения .нелинейности фазочастотной характеристики, в передатчик введен блок линейной развертки, соединенный с управляющим входом генератора перестраиваемой частоты, выход которого соединен со О) вторым входом смесителя, а в приемник введен интегратор, панорамный индикатор и преооразователь частотаиапряжение, при зтом вход интегратора соединен с выходом фазового де- S тектора, а выход интегратора соединен с первым входом панорамного индикатора, второй вход которого соединен с выходе фазового детектора, а третий - с выходом преобразователя частота - напряжение, вход которого соединен с выходом входного 00 усилителя.