Панорамный измеритель группового времени запаздывания четырехполюсников Советский патент 1986 года по МПК G04F10/06 

Изобретение относится к радио- измерительной технике и может быть использовано для измерения группового времени запаздывания (ГВЗ) четырехполюсников в широком диапазоне частот. .

Цель изобретения - упрощение измерителя с одновре14енным повышением точности.

На чертеже приведена структурная схема панорамного измерителя ГВЗ че- тыр4|аюлюсников, . v f , .

Панорамный измеритель ГВЗ содержит, одноканальный генератор 1 качающейся частоты (ГКЧ), исследуемый четырехполюсник 2, два идентичных ограничителя 3 и 4, фазовый детек- тор 5, два (идентичных) дифферен- , .циатора 6 и 7, делитель 8 сигналов, осцшшографический индикатор 9, генератор 10 Пилообразного напряжения (ГПН), преобразователь 11 частота - напряжение. Выход ГКЧ 1 через исследуемый четырехполюсник 2 соединен с входом ограничителя 3 , а непосредственно - с.объединенными входами ограничителя 4 и преобразователя 11 частота --напряжение. Выходы ограничителей 3 и 4 подключены сортветст- венно к измерительному и опорному входам фазового детектора 5 выход

10

высить точность дифференцирования входных сигналов.

Преобразователь 11 частота - напряжение для диапазона частот 20 Гц- 5 500 кГц может быть выполнен на микросхеме КР1И)8ПП1 .

Панорамньш измеритель ГВЗ paбoтa ет (:шедующим образом.

Линейно изменяюпщйся во времени ЧМ сигнал с выхода ГКЧ 1

U,.(t) t()t-Kf(oi)J (1) поступает на объединенные входы ограничителя 4 и преобразователя 11, а проходя исследуемый четырехполюс- 5 ник 2 J АЧХ и ФЧХ соответственно К (йз) ), йа его выходе принимает вид

U(t),(u) (p(,(d)l (2 где «в (3)

текущая частота, на которой производится измерение ГВЗ.

На выходах ограничителей 3 и 4 сиг налы могут быть записаны в виде

20

25

U,(t) IlU (f(co ) ЭXd orpi -TO

.c,(co)..,

(4)

30

u (t)

(Kwl

+ u

./. J. orp,

uT-| - .

21ии,огрг sin Kcot+tf(iOo)t

K.

которого через дифференциатор 6 соединен p входом числителя делителя 8 Сиг напы Uj(t) и U(t) поступают сигналов, вход знаменателя которого соответственно на измерительный и через дифференциатор.7 соединен с вы- jj опорный входы линейного широкополос- ходом преобразователя 11 частота -на . кого фазового детектора 5, на выко-.

де которого получают сигнал, пропор ционапьный разности фазовьрс сдвигов

пряжение. При этом вьрсод ГПН 10 соединен с синхронизирующими Входами ГКЧ 1 и. осцшшографического индикатора 9 измерительный вход которого 40 соединен с выходом делителя 8 сигналов . . сигналов Uj(t) и U4{t)

.рди,,,р,ч,

Фазовый детектор 5 является широкополосным. Его полосу пропускания определяет полоса частот исследуемого четьфехполюсника. .

Ограничители 3 и 4 тоже должны быть широкополосными, не вносящими динамических фазовых сдвигов в рабочем диапазоне частот.

Дифференциаторы 6 и 7 выполнены на базе операционных усилителей и содержат два операционных усилителя, причем один из них включенный в цепь отрицательной обратной связи дифференцирующего усилителя, работает в режиме интегратора, что позволяет по10

39680 , 2

высить точность дифференцирования входных сигналов.

Преобразователь 11 частота - напряжение для диапазона частот 20 Гц- 5 500 кГц может быть выполнен на микросхеме КР1И)8ПП1 .

Панорамньш измеритель ГВЗ paбoтa ет (:шедующим образом.

Линейно изменяюпщйся во времени ЧМ сигнал с выхода ГКЧ 1

U,.(t) t()t-Kf(oi)J (1) поступает на объединенные входы ограничителя 4 и преобразователя 11, а проходя исследуемый четырехполюс- 5 ник 2 J АЧХ и ФЧХ соответственно К (йз) ), йа его выходе принимает вид

U(t),(u) (p(,(d)l (2) где «в (3)

текущая частота, на которой производится измерение ГВЗ.

На выходах ограничителей 3 и 4 сиг налы могут быть записаны в виде

20

25

U,(t) IlU (f(co ) ЭXd orpi -TO

.c,(co)..,

(4)

u (t)

(Kwl

+ u

./. J. orp,

uT-| - .

21ии,огрг sin Kcot+tf(iOo)t

K.

Сиг напы Uj(t) и U(t) поступаю соответственно на измерительный и опорный входы линейного широкопол кого фазового детектора 5, на вык

сигналов Uj(t) и U4{t)

.рди,,,р,ч,

4S

где К„ - коэффициент передачи фазе

тА

вого детектора 5. При идентичных ограничителях и выполнении условий дис)ферёнцируя сигнал и (t) на выходе дифференциатора 6, получим

jq xlcoo- i t jt

J6 ФA иcp Jntorp

где Кд коэффициент передачи дифференциатора 6.

Так как частота ГКЧ 1 изменяется строго по линейному закону, то из выражения (3) следует

, . Зсз

Jt .(8)

Подставляя в выражение (7) значение J t получим

Ug(t), Кд,.|,.и„.„,р,.Г,(со) ,(9)

. Jq,() jcpxCcJ) .где с.хЫ1

т.е. ГВЗ исследуемого четьфехполюс- мика на текущей частоте О) .

Коэффициенты К фд и Кд практически постоянны, а скорость изменелНИН частот|з1 р J-- может меняться

В зависимости от режима измерений. С целью исключения зтого изменения применен делитель 8 сигналов.

Дифференцирование выходного сигнала преобразователя 11 , прямо пропорционального частоте ГКЧ 1, позволяет на выходе дифференциатора 7 получить сигнал и СИ, пропорциональный скорости изменения частоты Л ГКЧ

В делителе 8 сигналов производя деления выходного сигнала Ug дифференциатора 6 на сигнал и „ ср, на его выходе получим сигнал прямо пропорциональный величине ГВЗ исследуемого четьфехполюсника:

и К.

;(Ы),

(10)

где Kj. - результирующий коэффициент передачи всего измерительного тракта, являнидегося дпя данного измерителя постоянной величиной. Дифференцирование дифференциатором 7 преобразованного преобразователем 11 частота-напряжение сигнала ГКЧ 1 с последующим давлением на него выходного сигнала l(t) позволяет из результата измеренияисключить погрешность,возникающую Из-заизмерения коэффициента р-скоростиперестройки частоты.

Редактор Н.Рогулич

Составитель М.Катапова Техред Л.Олейник Корректор Е.Рощко

Заказ 3394/47 Тираж 398 Подписное ВНИИПИ Государственного комитета СССР

по делам изобретений и открытий 113035, Москва, Ж-35, Раушская наб., д. 4/5

Производственно-полиграфическое предприятие,г.Ужгород,ул.Проектная,4

39680

Формула изобретения

Панорамный измеритель группового времени запаздывания четырехполюсни5 ков, содержащий генератор качающейся частоты, генератор пилообразного напряжения, выход которого соединен с входом генератора качающейся частоты, фазовый детектор, дифференциатор,

10 делитель сигналов и осциллографический индикатор, при этом выход гене- - ратора качающейся частоты соединен с входной клеммой дпя подключения исследуемого четырехполюсника, о т 15 личающийся тем, что, с цепью упрощения измерителя с одновременным повышением точности, в него введены два идентичных ограничителя, второй дифференциатор и преоб20 разователь частота - напряжение, причем выходная клемма для подключения исследуемого четьфехполюсника соединена с входом первого ограничителя, выход которого подключен к измери25 тельному входу фазового детектора опорный вход которого соединен с выходом второго ограничителя, а выход через первый дифференциатор подклю чен к входу числителя делителя сигналов, к входу знаменателя которого через второй дифференциатор подклиг- чен выход преобразователя частота - напряжение, вход которого объединен с входом второго ограничителя и подключен к выходу генератора качающейся частоты, при этом измерительный вход осциллогра ического индикатора соединен с выходом делителя сигналов, а синхронизирукяций вход - с выходом генератора пилообразного напряжения .

Изобретение относ тся к радиоизмерительной технике. Цель изобретения - упрощение измерителя и повышение точности измерения. Устройство содержит одноканапьный генератор 1. качающейся частоты, фазовый детектор 5, дифферешщатор 6, делитель 8 сигналов, осцшшографический индикатор 9 и генератор 10 пилообразного напряжения. Введение в устройство ограничителей 3 и 4, дифференциатора 7, преобразователя 11 частота- напряжение и образование новых связей между элементами позволяет в результате измерения исключить погрешность, возникающую из-за изменения коэффициента скорости перестройки частоты. При этом ограничители 3 и 4 должны быть широкополюсными,. не вносящими динамических фазовых сдвигов в рабочем диапазоне частот. Дифференциаторы 6 и 7 могут быть выполнены на базе операционных усилителей, причем один КЗ них, включенный в цепь отрицательной обратной связи дифференцирующего усилителя, работает в режиме интегратора, что позволяет повысить точность дифференцирования входных сигналов. 1 ил. (Л % tvO со со Од 00