Способ определения группового времени запаздывания Советский патент 1986 года по МПК G01R25/00 

t12J

Изобретение относится к ревдиоизмет рительной технике и может быть ис- . пользовано при измерении проходных параметров взаимных устройств.

Цель изобретения - повышение точности измерения.

Цель достигается тем, что на час- тотах F, и Fg создают интерференцию волн в датчиках} определяют фазовый сдвиг между сигналами датчиков; одновременно задерживают взаимно сигналы; создают интерференцию между задержан- йлми и незадержанными сигналами; определяют фазовый сдвиг между сигналами датчиков.

На чертеже изображена структурная схема устройства, реализующего способ измерения группового врёме}1И запаздывания..

Устройство, реализующее предлагае - мый способ, состоит из исследуемого объекта 1, подключенного к измерительным секциям 2 и 3 генераторов СВЧ 4 и 5, синхронизируемых опорньм генератором 6, измерителей 7 И 8 амплитудных отношений сигналов, работа которых синхронизируется опорным генератором 6 и ЭВМ 9 для обработки результатов измерения.

Схему устройства можно реализовать, используя серийные приборы. Опорным генератором 6 может служить любой стандарт частоты или синтезатор частоты. Генераторами СВЧ 4 и 5 являются серийные генераторы, щие вход по ФАЛЧ. В качестве измерительных секций 2 и 3 можно использовать измерительную линию. Измерительные секции - измерители 2 и 3 ампли- гудных отношений состоят из вольтметров и ключевых устройств.

Способ для измерения грз пового времени запаздывания заключается в следующем.

Частоты генераторов 4 и 5 являются когерентными и смещенными. Сигналы, подаваемые непосредственно в измерительные секции 2 и 3 являются опорными, а эти же сигналы, прошедшие через измеряемый четырехполюсник и поступившие в секции 3 и 2, являются измерительными, так как их модули и фазы изменяются в соответствии с коэффициентом передачи измеряемого устройства. Опорные и измерительные сигналы создают в измерительных секциях 2 и 3 интерференционную картину. Стоячие волны, образующиеся в результате интерферен- ,

S

051

ЦИК когерентных сигналов, непрерьш- но смещаются относительно плоскостей зордов связей в датчиках. Измерителями 7 и 8 амплитудных отношений

измеряют амплитуды стоячих волн в моменты времени, когда приходят синхроимпульсы, подаваемые с опорного генератора 6. Количество измеренных значений амплитуд стоячей волны за

0 ее период, равный периоду разностной частоты сигналов генераторов 4 и 5, определяется требованиями, предъявляемьади к точности измерения, и техническими возможностями реализуемой схемы измерения. Таким образом, через отношение измеренных значений амплитуд стоячей волны определяются фазы коэффициентов передачи с той и другой стороны. Перед включением исследуемого объекта 1 производится калибровка измерительной системы и измеренные значения фаз запоминаются в ЭВМ 9. После включения измеряемого устройства снова

5 определяются значения фаз. При этом фазы коэффициентов передачи определяются одновременно на двух частотах F, и Fjj . Время. группового запаз- дьюания определяется через отнощение

. разности фаз к разности угловых частот генераторов 4 и 5. Например, комплексные сигналы с генератора 4, ,1 й, , с генератора 5 после прохождения через исследуемое устройство изменяются по модулю и фа ,зе, принима.я вид и где JK,K, и , - комплексные коэффициенты передачи на частотах На входе и выходе исследуе0

W , и W

мого. устройства:суммы пар сигг й,„е4 К,й,, и и.

гГ 1Г (В r ftfiaо ял Т f pf aistxa -at

сигналов

Чт 2,„ образуют стоячие волны.

смещающиеся относительно плоскости зондов связи с угловой частотой и W,- (Hf . Измерителем 7 амплитудных отношений измеряется сигнал, фаза которого пропорциональна коэффициенту передачи на частоте Q, измеритель 8 амплитудных отношений измеряет сиг- нал, фаза которого пропорциональна коэффициенту передачи на частоте а. Таким образом, произведя ряд калибровочных измерений без исследуемого четырехполюсника и измерения с иссле- дуемым четырехполюсником, можно определить фазовые сдвиги на частотах О) и Mj, создаваемые исследуемым устройством. Разность частот можно регули- ровать в пределах до долей Гц. Подтвердим достоверность повышения точ- ности измерения. При измерении фазы по точкам в результат измерения

входят погрешности измерения, вызванные изменением геометрических размеров гибких коаксиальных кабелей или волноводов. Возникающие при этом погрешности относятся к дополнительным погрешностям из-за рассогласования, которые возрастают с ростом час- 10 группового времени запаздывания, остоты. Коэффициенты отражения гибких волноводов со стороны исследуемого устройства определяются по известному соотношению

s. гр

«

нованного на измерении фазового сдвига между опорным и измерительным сигналами, когда одновременно задерживают оигналы на частотах Fj и F , 15 создают интерференцию между задержанными и опорными (незадержанными) снг- налами, позволяет повысить точность измерения за счет сокращения времени измерения и исключения погрешносциент отражения разъе- 20 ти измерения, обусловленной изгибом ма гибкого волновода; гибкого волноводного тракта. Частотный диапазон практического ограничения не имеет. Систематические погрепг- ности СВЧ измерительных секций могут 25 быть исключены из результата измерений специальной калибровкой.

где S( , ejj - комплексный коэффи- комплексный коэффициент передачи гибкого волновода; Гр - комплексный коэффициент отражения измерительных секций.

При изгибе гибкого волновода изменяется модуль и фаза коэффициента передачи З, . Например, при .,5° для каждого гибкого волновода, а их два, при методе измерен{1я по точкам эта погрешность при самом неблагоприятном варианте может накопиться и составит ьср, ,, „,, 1, (с учетом калибровок и измерений).

В предлагаемом способе данная погрешность не входит в результат изме35

Формула изобретения

30 Способ определения группового времени запаздывания, основанный на измерении фазового сдвига мезвду опор- ньм и измерительш в4 сигналами, о т- личающийс я тем, что, с целью повьвяения точности измерения, одновременно задерживают сигналы на частотах F и Fg , созда19т интерференцию между задержанными и опорными (незадержанными) сигналами и измеряют приращение фазового сдвига между сигналами На частотах Fj- и F , а время группового эап 1здывания определяют по формуле

так как частоты F,

И F отлирений,

чаются между собой не более, чем на 100 Гц и, следовательно, фазовые искажения на частотах F, и Р можно считать одинаковыми. При определении ГВЗ

4,lW,HAt|,,

г

Q,-CJj

tf.(tJ.)-CfJCJ,) M.-CJ, I

И фазовые искажения взаимно исключаются.

Стандартные измерительные приборы, прю1еняемые при измереииях, имеют собственный дрейф нуля, который

ВНИИПИ Заказ 903/53 Тираж 730. Подписное Филиал ШШ Патент, г. .Ужгород, ул. Проектная, 4

15051

при длительных измерениях входит как погрешность в результат измерения. Но так как время сокращается из-за сокращения измерительных операций, 5 следовательно, уменьшается погрешность измерения, вызванная временной нестабильностью измерительных приборов., - Отсюда следует, что измерение

5

Формула изобретения

0 Способ определения группового времени запаздывания, основанный на измерении фазового сдвига мезвду опор- ньм и измерительш в4 сигналами, о т- личающийс я тем, что, с целью повьвяения точности измерения, одновременно задерживают сигналы на частотах F и Fg , созда19т интерференцию между задержанными и опорными (незадержанными) сигналами и измеряют приращение фазового сдвига между сигналами На частотах Fj- и F , а время группового эап 1здывания определяют по формуле

, 1CыЛ- Ctdгl

где t - время группового запаздывания сигнала;

С|, Чг фазовые сдвиги между Q . сигналами;

Wj.ujj - круговая частота первого и второго сигналов на частотах F, и F .

0