Устройство для анализа флуктуации фазы Советский патент 1984 года по МПК G01R25/00 

-Э

1

:о « Изобретение относится к измерительной технике и может быть использовано в радиотехнике при анализе флуктуации фазы радиосигналов. Известны статистические анализаторы флуктуации фазы, содержащие подключенные к входу устройства последовательно соединенные линию задержки, и фазовый детектор, второй вход которого соединен с входом устройства, а выход является выходом устройства Л . Данные устройства способны анализировать лишь относительные флуктуации фазы, определяемые временем задержки распространения сигнала широкополосной линией задержки. Наиболее близким к изобретению по технической сущности является устройство для анализа флуктуации фазы радиосигналов, содержащее подключенные к входу устройства последовательно соединенные избиратель,ный фильтр и фазовый детектор, второй вход которого соединен с входом фильтра, а выход является выходом устройства. Избирательньй фильтр в известном устройстве настроен на среднюю частоту исследуемого сигнала и пропускает лишь те флуктуации фазы спектр которых попадает в полосу прозрачности фильтра. При этом качество формирования опорного колебания в устройстве определяется параметрами избирательного фильтра, причем стабильность опорного колебания растет с уменьшением полосы пропускания фильтра 2J . Недостатком известного устройства является невозможность анализа низко частотных флуктуации фазы, особенно при изменении средней частоты исследуемого колебания. На практике нередко возникает задача анализа флуктуации фазы сигнала с изменяющим ся средним значением частоты сигнала причем зто может быть изменение частоты при переходе от измерения одног сигнала к другому,. Целью изобретения является расширение диапазона частот анализа флуктуации фазы радиосигналов. Поставленная цель достигается тем, что в устройстве для анализа флуктуации фазы, содержащем основной фазовый детектор, первый вход которого подключен к входу устройства непосредственно, а второй - через ос новной избирательный фильтр, к выходу основного избирательного фильтра подключены последовательно соединенные делитель частоты и дополнительный фазовый детектор, второй вход которого подключен к выходу делителя частоты через дополнительный избирательный фильтр, а выход - к одному из входов сумматора, второй вход которого соединен с выходом основного фазового детектора, а выход является выходом устройства. На чертеже представлена структурная схема устройства. Устройство для анализа флуктуации фазы содержит подключенные к входу устройства последовательно соединенные основной избирательный фильтр 1, делитель 2 частоты, дополнительный избирательный фильтр 3, дополнительньй фазовый детектор 4, сумматор 5, выход которого является выходом устройства, а второй вхрд подключен к выходу основного фазового детектора 6, первым входом подключенного к входу устройства, а вторьм входом к выходу основного избирательного фильтра 1, а второй вход дополнительного фазового детектора 4 подключен к выходу делителя 2 частоты. Устройство работает следующим образом. На вход устройства, а следо-вательно, и на один из входом основного фазового детектора 6 поступает исследуемый радиосигнал tJ Hl U -owfco t+otU), флуктуации фазы которого ОЬ (t) следует измерить. На второй вход основного фазового детектора 6 исследуемый сигнал поступает через основной фильтр 1, при этом отфильтровьюаются все составляющие флуктуации фазы, спектр которых не попадает в полосу пропускания 4 С0( фильтра и сигнал на выходе основного избирательного фильтра 1 принимает вид (thU2ein GJ,(t), (2) где ,/ (t) - низкочастотные флуктуа-ции фазы, прошедшие через основной збирательньй фильтр 1 и определяеые параметрами флуктуации фазы C(t) и фильтра 1. Таким образом, на выходе основно го фазового детектора 6 формируется сигнал, несущий информацию о разности высокочастотной оС (t) и йизко частотной 1 (t) флуктуации фазы. Одновременно узкополосный сигнал (2) с выхода основного избирательного фильтра 1 поступает на делитель 2 частоты, на выходе которого при этом формируется сигнал U,(t).U,si..l,3 где П - коэффициент деления делителя 2 частоты, причем частота измене P(t) ния фазы сигнала на выходе деПлителя 2 частоты остается равной частоте изменения фазы сигнала ft(t) на входе делителя 2 частоты (3),изменяется лишь амплитуда флуктуации фазы. Это справедливо до тех пор, пока сигнал на выходе делителя частоты остается узкополосным. В результате на одном из входов дополни тельного фазового детектора 4 прису ствует сигнал с относительно более широкополосньми флуктуациями фазы по сравнению со средней часто :гнала - « На второй вход дополнительного фазового детектора 4 сигнал поступает через дополнительный избирательньй фильтр 3, на выхо которого отфильтровьшаются составляющие флуктуации фазы, не попадающ в полосу его пропускания & G) . и,(1,.и,.ш.;ч4) где jf(t) - низкочастотные флуктуации исследуемого сигнала, прошедшие через дополнительный фильтр 3, . В результате на выходе дополнительного фазового детектора 4 форми руется сигнал, несущий информацию о флуктуации фазы (B(t) относительно еще более низкочастотного процесса Y(t). Сигнал с выходов фазовых детекторов 4 и 6 с соответствующими коэффициентами передачи поступает на сумматор 5, на выходе которого формируется сигнал, несущий информацию как о высокочастотных, так и низкочастотных составляющих флуктуации фазы. Таким образом, введение в устройство для анализа флуктуации фазы делителя частоты, сумматора и дополнительных фильтра и фазового детектора позволяет уменьшить нижнюю границу диапазона частот анализа флуктуации фазы исследуемых сигнапов. Если при этом отношение средней частоты -j дополнительного фильтра и его полосе пропускания йСО обеспе чить таким же,как и для основного фильтра,-то нижняя граница диапазона . частот анализа флуктуации фазы уменьшится в h раз,где Я - коэффициент деления делителя частоты.Выбор коэффициента деления частоты ограничивается параметрами фильтра 1 и при выполнении фильтра,например,в виде активного на основе системы фазовой автоподстройки частоты величина . коэффициента может достигать несколь ких сотен или тысяч. Например, при средней частоте сигнала (1) W, 35 МГц, ширине спектра флуктуации фазы J (j 35 МГц и добротности избирательного фильт1000 диапазон анализира О - iW руемых флуктуации фазы в извест.ном устройстве равен соответственно 35-35000 кГц. В то же время анализ флуктуации фазы в предлагаемом устройстве при тех же параметрах фильтров и коэффи1щенте деления делителя частоты П 100 может быть осуществлен в диапазоне частот 0,35-35000 кГц, т.е. нижняя граница анализа флуктуации фазы уменьшена в прелагаемом устройстве в 100 раз.

УСТРОЙСТВО ДЛЯ АНАЛИЗА ФЛУКТУАЦИИ ФАЗЫ, содержащее основной фазовый детектор, первый вход которого подключен к входу устройства непосредственно, a второй - через основной избирательный фильтр, о тличающееся тем, что, с целью расширения диапазона частот анализа флуктуации фазы, к выходу основного избирател1ьного фильтра подключены последовательно соединенные делитель частоты и дополнительный фазовый детектор, второй вход которого подключен к выходу делителя частоты через дополнительный избирательный фильтр, a выход к одному из входов сумматора, второй вход которого соединен с выходом , основного фазового детектора, a выход является выходом устройства.