Стробоскопический измеритель амплитуды Советский патент 1986 года по МПК G01R13/22 

Изобретение относится к технике измерений и может быть использовано для измерения амплитуды сигнала СВЧ в широкой полосе частот синхронизации стробоскопического осциллографа. .

Цель изобретения - повьшение точности измерений амплитуды сигнала СВЧ методом гистограмм за счет введения режима случайной синхронизации стробоскопического осциллографа с равномернь1м законом вероятности распределения частот следования импульсов синхронизации.

На фиг. 1 представлена структурная схема измерителя; На фиг. 2 - график плотности P(f|.pj, ) распределения вероятности частот f fij-j. следования импульсов синхронизации стробоскопического осциллографа; на фиг. 3 - гистограмма распределения амплитуды иссле- дуемого сигнала fjj

Измеритель, амплитуды содержит стробоскопический преобразователь 1, последовательно соединенные блок 2 стробоскопической развертки, вычислитель 3, блок 4 отображения, а также генератор 5 случайных-сдвигов, соединен- ньй с блоком 2, и входную клемму 6 измерителя входного сигнала f,,.

Измеритель работает следующим образом. .

Исследуемьм сигнал f поступает на первый вход стробоскопического преобразователя 1, на второй вход которого для осуществления стробоскопического преобразования сигнала пос тупают строб-импульсы с первого выхода блока 2 стробоскопической развертки. БЛОК 2 стробоскопической развертки находится в ждущем режиме, т.е. запускается синхронно с импульсами генератора 5 случайных сдвигов, поступающими на его сигнальньй вход, осуществляя тем самым стробоскопическое преобразование сигнала синхронно с импульсами генератора 5 , случайных сдвигов,. Стробоскопические выборки сигнала поступают на второй вход вычислителя 3, на первый вход которого подается синхронизирующий сигнал с второго выхода блока 2 стробоскопической развертки. Вычислитель 3 осуществляет математическую обработку стробоскопической выборки, после чего с его первого выхода на управляющий вход блока 2 стробоскопической развертки поступае сигнал разрешения очередного строби- рования сигнала. С второго выхода

,

вычислителя 3 обработанная информация об N выборках сигнала поступает на вход блока 4 отображения. Генератор 5 случайных сдвигов формирует сигнал, частота повторения которого f, определяется выражением

тсс

is 20

25

зо

50$3

33

f

. f

rce

МО ICC

АЛИИ

где P(f. ) - плотность вероятности

частоты повторения сигнала генератора 5 случайных сдвигов;

-частота повторения сигналов генератора 5 случайных сдвигов;-максимальная частота повторения сигнала ге. нератора 5 случайных сдвигов;

-минимальная частота повторения сигнала ге- , нератора 5 случайных сдвигов.

Из выражения (1) видно, что частота повторения сигнала генератора 5 случ.айных сдвигов распределена по равномерному з-акону, что обеспечивает несинхронное стробирование исследуемого сигнала. График PCffc, ) изображен на фиг. 2о В этом случае при определении вычислителем 3 гистограммы в ее структуру будет внесен вклад от выборок Aj вида

,А„ А Sin ().

(2)

где А - амплитуда и период следования сигнала f

X

Cf - фаза исследуемого сигнала f.;

50 $3

45

t J - время стробирования т-й

выборки, имеющее вид:

t тТ +ofn, ,

(3)

где т элемент случайной последовательности частот . С учетом формулы (3) выражение (2)

имеет в1-1д:

. ... .,21к;т 2 o ffl ., ч //ч Sin + -j- +Cf). (4)

Для обеспечения равномерного распределения выборок по всему синусеидальному сигналу f необходимо, чтобы при любых целых q О было выполнено условие

2

2±

т

1 и

Отсюда следует

J.

Т.(6)

Таким образом, при выполнении условия (6) вклад в гистограмму амп- литудь равномерно вносят все точки сигнала, чем достигается вид гистограммы амплитуды, изображенньй на фиг. 3. Пусть минимальное значение частоты исследуемого сигнала состав- ляет 10 МГц (100 не), а среднее значение периода стробирования исследуемого сигнала Т равняется 0,1 тс (10 кГц). Тогда генератор 5 случайных сдвигов должен формировать сигнал с частотой повторения, распределенной по равномерному закону (1), и тогда

1

(7)

Тгсс

ср

т

Т

Т

гс ср

-среднее значение периода повторения сигнала генератора 5 случайных сдвиговJ 30

-максимальный период повторения исследуемого сигнала.

fMo,,c 0,096 кГц.

мин гее Т Т + - ср 2

f«HH 9,995 кГц.

f

waitc

- f

Мин

S 0,1 кГц

10

5

20

25

30

.

35

40

Выборки исследуемого сигнала А, взятые с частотой повторения, определяемой соотношениями (А)-(6), поступают н-а второй вход-вычислителя 3, на первый вход которого поступает синхронизирующий сигнале второго выхода блока стробоскопической развертки. Вычислитель 3 из N стробоскопических выборок сигнала формирует гистограмму амплитуды исследуемого сигнала, информация .о которой поступает на первый вход блока 4 отображения. Затем оператор маркерным или визуальным методом определяет расстояние между двумя ярко выраженными экстре- мумами гистограммы (фиг. 3), чем и осуществляется измерение двойной амплитуды исследуемого сигнала. Велгиина амплитуды сигнала определяется делением полученного рез ультата на 2.

Формула изобретения

Стробоскопический измеритель амплитуды, содержащий стробоскопический преобразователь, первый вход которого подключен к входной клемме измерителя, а второй вход - к первому выходу блока стробоскопической развертки, второй выход которого подключен к первому входу вычислителя, второй вход последнего соединен-с выходом стробоскопического преобразователя, а первый выход вычислителя соединен с управляющим входом блока стробоскопической развертки, второй выход вычислителя подключен к входу блока отображения, -о тличающийся тем, что, с целью повьшения точности измерений, в неУо введен генератор случайных сдвигов, выход которого подключен к сигнальному входу блока стробоскопической развертки.

fHuH

Фаг. 2

{макс

Изобретение может быть использовано для измерения амплитуды сигнала СВЧ в широкой полосе частот синхронизации стробоскопического осциллографа. Цель изобретения - повышение точности измерений методом гистограмм. УстройствоСодержит стробоскопический преобразователь 1, блок 2 стробоскопической развертки, вычислитель 3 и блок 4 отображения. Введение в устройство генератора 5 случайных сдвигов и соединение его с элементами устройства позволяет обеспечить режим случайной синхронизации стробоскопического осциллографа с равномерным законом вероятности распределения частот следования импульсов синхронизации. 3 ил. Ю { Ю 00 GO Фиг. 1

Uuj

с

гА

Фиг.З

.Редактор А. Козориз

Составитель Л. Муранов

Техред О.Сопко Корректор М. Шароши

Заказ 3698/42

Тираж 758

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

Подписное