Устройство для измерения частотных характеристик четырехполюсников Советский патент 1984 года по МПК H04B3/46 

Изобретение относится к радиотехнике и предназначено преимущест венно для измерений частотных характеристик линий связи, в частности, с быстроизменяющимися во вр мени параметрами. Известен измеритель амплитудночастотных и фазо-частотных характе ристик четырехполюсников, содержаний reHepiaTop несущей, модулятор, генератор гармоник, исследуемый че тырехполюсник, селективный индикатор, селектор несущей частоты,, первый фазовращатель, детектор, се лектор основной модулирующей часто ты, второй перемножитель, второй г нератор гармоник и дополнительный модулятор, причем первый вход модулятора соединен с выходом генера тора несущей, второй вход соединен выходом генератора гармоник, а выход соединен с входом исследуемого четырехполюсника, выход которого с динен с входом селективного индика тора и с входом селектора несущей частоты, выход которого соединен через первый фазовращатель с входо дополнительного модулятора, второй вход которого соединен с выходом Исследуемого четырехполюсника чере последовательно соединенные детектор, селектор основной модулирующей частоты, второй фазовращатель и второй генератор гармоник, выход дополнительного модулятора соедине с вторым входом селективного индикатора ij . Недостатком известного устройст ва является сложность технической реализации селективного индикатора Кроме того, информация об исследуемых характеристиках выделяется в селективном индикаторе последовательно во времени для различных час тотных компонент измерительного сиг нала, что ограничивает быстродействие измерителя. Наиболее близким к предлагаемому является устройство для измерения частотных характеристик четырех полюсников , содержащее первую дисперсионную линию задержки, последовательно соединенные генератор тактовых импульсов, генератор линей но-частотно-модулированных колебаний и первый пёремножитель, а также второй перемножитель и последовательно соединенные ограничитель и. фазовый детектор, к второму входу которого подключен первый выход опорного гетеродина, а выход генератора линейно-частотно-модулированного колебания подключен к первому входу второго перемножителя, этом второй выход опорного гете родина подключен к второму входу вт рого перемножит.рля, выход которого через фильтр нижних частот подключен к входу исследуемого четырехполюсника, выход которого подключен к второму входу первого перемножителя , выход которого через первую дисперсионную линию задержки подключен к входу ограничителя t 2 . Недостатком известного устройства является большое время измерения ,что не позволяет оценить частотные характеристики четырехполюсников с быстроизменяющимися частотными свойствами . Цель изобретения - уменьшение вре/лени измерения частотных характеристик четырехполюсников. Для достижения поставленной це,ли в устройство для измерения частотных характеристик четырех пОлюсiНИКОВ, содержащее первую дисперсион-i ную линию задержки, последовательно соединенные генератор тактовых импульсов, генератор линейно-частотно модулированных колебаний и первый перемножитель, а также второй перемножитель и последовательно соединенные ограничитель и фазовый детектор, к второму входу которого подключен выход опорного гетеродина, а выход генератора линейночастотно-модулированного колебания подключен к первому входу второго перемножителя, введены последовательно соединенные вторая дисперсионная линия задержки и усилитель, а также последовательно соединенные ждущий генератор видеоимпульсов и ждущий генератор синусоидальных колебаний, выход которого подключен к второму входу второго перемножителя, выход которого подключен к входу второй дисперсионной линии задержки, при этом первый выход генератора тактовых импульсов подключен к входу опорного гетеродина, а второй выход генератора тактовых импульсов подключен к синхронизирующему входу ждущего генератора видеоимпульсов, выход усилителя подключен к входу измеряемого четырехполюсника, выход которого подключен к входу первой дисперсионной линии задержки, выход которой подключен к второму входу первого перемножителя, выход которого является амплитудно-частотным выходом устройства, а выход фазового детектора является фазово-частотным выходом устройства. На фиг.1 представлена структурная электрическая схема устройства для измерения частотных характеристик четь1рехполюсников; на фиг. 2 временные диаграммы, поясняющие его работу. Устройство для измерения частотных характеристик четырехполюсников содержит исследуемый четырехполюсник 1, первую дисперсионную линию 2 задержки, пербый перемножитель 3,

ограничитель 4, фазовый детектор 5, .генератор 6 тактовых импульсов, генератор 7 линейно-частотно-модулированных колебаний, второй перемножитель 8, опорный гетеродин 9, ждущий генератор 10 видеоимпульсов, ждущий генератор 1 синусоидальных колебаний, ваорую дисперсионную линию 12 задержки, усилитель 13

Устройство работает следующим образом.

Генератор б тактовых импульсов запускает ждущий генератор 10 видеоимпульсов, который вырабатывает последовательность импульсов {фиг.2а) со скважностью равной единице и длительностью, определяемой величиной группового времени запаздывания второй дисперсионной линии 12 задержки, после их заполнения в .ждущем генераторе 11 синусоидальных колебаний {фиг.28|) , причем частота, заполне.ния равна частоте середины линейного участка рабочей характеристики второй дисперсионной линии 12 задержки, а их начальные фазы постоянны. Последнее условие нобходимо для точного измерения фазовых характеристик анализируемых сигналов, после этого полученные радиоимпульсы перемножаются во втором перемножителе 8 с колебаниями генератора 7 линейно-частотно-модулированных колебаний, закон из.менения частоты которого зеркально отображен закону изменения дисперсии второй дисперсионной линии 12 задержки, это условие необходимо для согласованной обработки входного сигнала второй дисперсионной линией задержки, это отклик на сформированный сигнал (фиг.2б) равен

И (п-А ebp Tit-to-) -iiu-rU-tol Dm - oK- TTTPvr®

где АО - амплитудное значение отклика;

(U - дисперсия линии задержки; Т - длительность входного сигнала;

to середина линейного участка зависимости времени задержки от частоты дисперсионной линии задержки. Тогда спектр на выходе исследуемого четырехполюсника определится как . ,

(ФИГ.2 )

где К (vv) - комплексный коэффициент передачи исследуемого четырехполюсника; ) спектр отклика второй

дисперсионной линии задержки.

Из этого выражения видно, что еслиСдд152 является постоянной величиной в полосе частот, то на выходе исследуемого четырехполюсника с точностью до постоянной совпадает с функцией, определяющей комплексный коэффициент передачи. Так как спектр сигнала с огибающей вида sinX/X, что соответствуетUj3H32 имеет постоянную величину в задан0 ной полосе частот, то подавая-отклик второй дисперсионной линии 12 задержки на вход первой дисперсионной линии 2 задержки, работающей в режиме анализатора спектра, т.е.

5 осуществляющей прямое преобразование фурье , в результате на ее выходе получаем оценку (W) , для уст. ранения квадратичного фазового члена в f (W) , отклик первой дисперсионной

0 линии 2 задержки перемножаем в первом перемножителе 3 с линейно-частотно-модулированным колебанием, имеющим закон изменения частоты обратный закону изменения дисперсии

5 первой дисперсионной линии задержки (фиг.2). Далее происходит выделение информации о фазовой характерйс- . тике сигнала, для этого отклик первой дисперсионной линии задержки ограничивают в ограничителе 4, это

необходимо для устранения влияния огибающей на фазовую характеристику и подают на первый вход фазового детектора 5, куда на второй вход фазового детектора подается сигнал с опорного гетеродина 9.

Фазовая характеристика сигнала на первом входе фазового детектора имеет

(V)tj ciVJb4rl.),

где tft ) фазовая характеристика сигнала первой дисперсионной линии задерж5ки;

tft- фазовая характеристика исследуемого четырехполюсника;

qif(W) - имеет вид линейной., зависимости для ее компенсации начальная фаза опорного гетеродина 9 всегда равна нулю, тогда на выходе фазового детектора с точностью до постоянной получаем фазовую характеристику исследуемого четырехполюсника (фиг.2е).

Таким образом, в реальном масшта0 бе времени практически без потерь информации, используя сигнал с огибающей sinX/X, получаем оценки частотных характеристик четырехполюсников с быстроизменяющимися во вре5 мени параметрами, что невозможно

при привлечении для решения такой эалачи традиционных избирательных устройств последовательного или параллельного анализа. Первые непригодны для анализа быстроиэменяюцихся процессов, вторые из-за компромисного соотношения между разрешающей способностью и временем ангшиза не позволяют применять испытательные радноимЬульсы малой сквг1жности.

11олЬжительный эффект от применения предлагаемого устройства достирается тем, что из-за практичес кого отсутствия переходных процессов в дисперсионных линиях задержки, с их помощью .сравнительно легко аппаратурно реализовать испытательные радиоимпульсы сложной формы: sinX/X, используя вторую дисперсионную линию задержки, можно оценить k(w) для четырехполюсников с быстроизменяющимися параметрами, причем одновременно получаем информацию о коэффициенте передачи и фазовой (Структуре.

УСТРОЙСТВО ДЛЯ ИЗМЕРЕНИЯ ЧАСТОТНЫХ ХАРАКТЕРИСТИК ЧЕТЫРЕХПОЛЮСНИКОВ,содержащее первую дисперсионную линию задержки, последовательно соединенные генератор тактовых импульсов, генератор линейно-частотно-модулированных колебаний и первый перемножитель, а также второй перемножитель и последовательно соединенные ограничитель и фазовый детектор, к второму входу которого подключен выход опорного гетеродина, а выход генератора линейно-частотно-модулированного колебания подключен к первому входу второго перемножителя, отличающееся тем, что, с целью уменьшения времени измерения частотных характеристик, в него введены последовательно соединенные вторая дисперсионная линия задержки и усилитель, а также последовательно соединенные ждущий генератор видеоимпульсов и ждущий генератор синусоидальных колебаний, выход которого подключен к второму входу второго перемножителя, выход которого подключен к входу второй дисперсионной линии задержки, при этом первыйвыход генератора тактовых импульсов . подключен к входу опорного гетеродина, а второй выход генератора тактовых импульсов к синхронизирующему «j входу ждущего генератора видеоимпуль- (Л зов, выход усилителя подключен к эходу измеряемого четырехполюсника, эыход которого подключен к входу 1ервой дисперсионной линии задержки, выход Которой подключен к второму входу первого перемножителя, выход которого является амплитудно-частот ным выходом устройства, а выход фазо вого детектора является фазовочастотным выходом устройства.

1 1 ,

,/.