Устройство для проверки измерителей группового времени запаздывания Советский патент 1986 года по МПК G01R35/00 

и

Изобретение относится к измерительной технике и может, бьтть использовано для поверки нелинейности динамической характеристики группового времени запаздывания измерительного канала поверяемого измерителя

Целью изобретения является расши- трение функциональных возмолиостей устройства путем обеспечения возможности поверки нелинейности динамической характеристики группового времени запаздывания четного и нечетного порядков „

На чертеже приведена структурная схема предлагаемого устройства.

12

Устройство содержит поверяемый измеритель 1 группового времени за- паздывания с двумя входными и двумя ыходными клеммами, первая выходная клемма через последовательно соединенные линию 2 задержки переменной длины и усилитель 3 с автоматической регулировкой усиления подсоединена к одному из входов первого модулятора 4 задержки5 который вторым входом соединен с первой выходной клеммой поверяемого измерителя 1 через после дователь ко соединенные первый делитель 5 частоты и первый фильтр б, выход первого модулятора 4 задержки подключен к первой входной клемме поверяемого измерителя 1, выход первого делителя 5 частоты через последовательно соединенные второй делитель 7 частоты и третий фильтр 8 подключен к первому входу второго моду- лятора 9 задержки, вторым входом подключенного к выходу усилителя 3 с автоматической регулировкой усиления, выход второго модулятора 9 задержки подключен к второй входной клемме поверяемого измерителя 1, вторая выходная клемма которого через регулятор 10 уровня подключена одновременно к первой клемме переключателя 11 и к входам первого 12 и второго 13 селективных усилителейS, выход первог селективного усилителя 12 через последовательно соединенные первый амплитудный детектор 14 и второй фильтр 15 подключен одновременно -К второму входу сумматора 6 и третьей кле1Ф1е переключателя 11j выход второго селективного усилителя 13 через последовательно соединенные второй амплитудный детектор 17 и че.т в.ертый фильтр 18 подключен одновременно к первому Рходу сумт-штора 16 и

57588 ,I

второй клемме переключателя 11, выход сумматора 16 подключен к четвертой клемме переключателя 11, выход которого подключен к индикатору 19,

5 Принцип действия устройства заключается в следующем.

С первого выхода поверяемого изме- 15ителя 1 группового времени запаздывания на вход линии 2 задержки переШ манной длины подается сигнала вида

Ui(t)U,sinnt, (-1) С помощью линии 2 задержки переменной длины ос5,тдествляется медленное изменение задерлски сигнала (1)

5 в пределах всей шкалы понаряемого .измерителя G t , Для устранения воз можных колебаний амплитуды выходного сигнала из--за изменений вносимого линией 2 задержки затухания сигнал

20 с выхода линии подается на один из входов первого модулятора 4 .задержки через усилитель 3 с автоматической регулировкой усиления. Одновременно сигнал (1) поступает на вход- первого

u(t)

U. Ct- делителя 5 частоты, где его частота понижается до значения 5, П , Поэто му напряжение на выходе фильтра 6 oжнo представить в виде

U2(t)U.2sinfi,t, (2) Сигнал (2) слукит в качестве модулирующей функции сигнала (1) и поступает на второй вход первого модулято ра 4 задержки,, выходной сигнал которого можно представить з виде

.,.„, sin.,t)j .,

(3) где f 1 макс индекс модулированного

по времени задержки сиг нала в первом модуляторе задержки.

Сигнал (3) с выхода первого модулятора 4 задержки поступает на вход поверяемого измерителя 1 группового

времени запаздывания. Если поверяемым измерителем является измеритель с .AM иcпытaтeJ7.ьным сигналом, то в измерительном канале сигналом (3) осуществляется модуляция высокочастотного сигна.па, а поэтому в этом канале сигнал имеет вид.

и, (t)U {l- -msin fi(,.. sinfl.t), . sinot.(4)

Выходной сигнал первого делителя 5 частоты подается на вход .второго делителя 7 частотыj где его частота понижается до значения Я Л, . Поэтому напр.яжение на выходе фильтра 8 мозшо представить в виде

Uy(t)U5sinS72t. (5) Сигнал (5) поступает на один из входов второго модулятора 9 задержки и служит в качестве модулирующв функции сигнала (1), поступающего на второй вход указанного модулятора с выхода усилителя 3 с автоматической регулировкой усиления.

&ЛХОДНОЙ сигнал второго модулятора 9 задержки можно выразить формулой

U(t)UgSin(jz(t+-C2«ot . ) ,

(6) 1ндекс модулированного

по времени задержки сигна- 5 ла во втором модуляторе задержки.

Сигнал (6) поступает на второй вход поверяемого измерителя I группоновременно на вход селективного усилителя 12 с коэффициентом усиления К(, настроенного на частоту

10

, вход селективного усилителя 13 с коэффициентом усиления К, настроенного на частоту 2$7, + f

Напряжение с выхода селективного усилителя 12 после детектирования амплитудным детектором 14 и фильтрации фильтром 15 поступает одновремен но на третью клемму переключателя 11 и на второй вход сумматора 16. Это же напряжение с выхода селективного усилителя 13 после детектирования амплитудным детектором 17 и фильтрации фильтром 18 поступает также одно временно на вторую клемму переключателя 11 и на первый вход сумматора 1

В первом положении переключателя

25

30

вого времени запаздывания, являющий- 20 осуществляется каЛибровка индикато- ся опорным входом его фазового детектора. В измерительном канале поверяемого измерителя 1 группового времени запаздывания осуществляется детектирование сигнала (4) амплитудным де тектором и сравнение продетектирован- ного сигнала в фазовом детектора с сигналом (6). Поэтому на втором выходе поверяемого измерителя 1 группового времени запаздывания вь ходное напряжение можно представить в втаде двух основных составляющих;

U;(t)KgU,U,, (С,«„, sinn.t 2«зк sinj2jt); . (7)

и; (t), cos 2nt+Q( 1, а,с sinQ,t + ,, ), где Ка- коэффициент передачи фазового детектора.

Из выражения (7) следует, что выходное напряжение, кроме постоянной составляющей 5 содержит также и переменную составляющую, модулированную по вреьдани задержки с частотами П,

35

40

ра 19, во втором положении индикатор измеряет нелинейность динамической характеристики группового времени запаздывания четного порядка, в тре- тьем положении - нелинейность неч ет- .ного порядка и в четвертом положении - суммарную нелинейность.

Калибровка индикатора t9 н устрой ства в целом осуществляется с помощь регулятора 10 уровня, в качестве ко- торого используется, образцовый потен циометр. В начальный момент регулято ром 10 уровня устанавливается нулево показание индикатора 19, а нелинейность четного, нечетного порядков и суммарная регистрируются раздельно по отклонению от нулевого значения в положительную и отрицательную стороны. При этом суммарная нелинейност определяется как сумма нелинейностей четного и нечетного порядков.

Если динамическая характеристика группового времени запаздывания измерительного канала поверяемого измерит

И S1, , аьтлИтуда которой изменяется

Если динамическая характеристика группового времени запаздывания измерительного канала поверяемого измерит

пропорционально нелинейности динами- лг линейна, то при изменении линией 2 задержки переменной длины вреческой характеристики группового времени запаздывания измерительного канала поверяемого измерителя 1 о

Так как у различных типов поверяемых измерителей группового времени 50 запаздывания крутизна динамической характеристики измерительного канала может быть различной, то для обеспе- .чения постоянной чувствительности напряжение с второго выхода поверяв-- 55 мого измерителя 1 подается на регулятор 10 уровня. С выхода регулятора 10 уровня напряжение подается одмени задержки сигнала (1) в пределах О - Т индикатор 19 будет в кажд() положении переключателя П регистрировать амплитуду постоянного напряжения неизменной величины.

В случае отклонения динамической характеристики группового времени запаздывания от линейного закона суммарная амплитуда постоянного напряже-; НИН на выходе сумматора 16, а также амплитуды напряжепнй на выходе фильтров 15 и 18, характеризующие нелинейI25758S4

новременно на вход селективного усилителя 12 с коэффициентом усиления К(, настроенного на частоту

, вход селективного усилителя 13 с коэффициентом усиления К, настроенного на частоту 2$7, + f

Напряжение с выхода селективного усилителя 12 после детектирования амплитудным детектором 14 и фильтрации фильтром 15 поступает одновременно на третью клемму переключателя 11 и на второй вход сумматора 16. Это же напряжение с выхода селективного усилителя 13 после детектирования амплитудным детектором 17 и фильтрации фильтром 18 поступает также одновременно на вторую клемму переключателя 11 и на первый вход сумматора 16.

В первом положении переключателя 11

25

30

20 осуществляется каЛибровка индикато-

35

40

ра 19, во втором положении индикатор измеряет нелинейность динамической характеристики группового времени запаздывания четного порядка, в тре- тьем положении - нелинейность неч ет- .ного порядка и в четвертом положении - суммарную нелинейность.

Калибровка индикатора t9 н устройства в целом осуществляется с помощью регулятора 10 уровня, в качестве ко- торого используется, образцовый потенциометр. В начальный момент регулятором 10 уровня устанавливается нулевое показание индикатора 19, а нелинейность четного, нечетного порядков и суммарная регистрируются раздельно по отклонению от нулевого значения в положительную и отрицательную стороны. При этом суммарная нелинейность определяется как сумма нелинейностей четного и нечетного порядков.

Если динамическая характеристика группового времени запаздывания измерительного канала поверяемого измерит

мени задержки сигнала (1) в пределах О - Т индикатор 19 будет в кажд() положении переключателя П регистрировать амплитуду постоянного напряжения неизменной величины.

В случае отклонения динамической характеристики группового времени запаздывания от линейного закона суммарная амплитуда постоянного напряже-; НИН на выходе сумматора 16, а также амплитуды напряжепнй на выходе фильтров 15 и 18, характеризующие нелинейность четного и нечетного порядков, будут изменяться пропорционально нелинейности этой характеристики при изменении времени задержки сигнала (1) в тех же пределах. При этом ,реальную динамическую характеристику группового времени запаздывания измерительного канала поверяемого измерителя 1 в каждом мозкно предвходом первого модулятора задержкиj выход которого соединен с первой входной клеммой поверяемого измерителя, а второй вход - с выходом пер- J вого фильтра, вход которого соединен с выходом делителя частоты, последо- ватгльно соединенные первый селективный усилитель, первый амплитудный де/;: тектор и второй фильтр, а также ршди

ставить в виде суммы линейной и нели- «О °Р отличающееся тем,

что, с целью расширения его функциональных возможностей, в него дополнительно введены второй делитель частонейной частей и оценить нелинейную часть по дифференциальной крутизне в данной точке,

ты, третий и четвертый фильтры втоТаким образом, введение в предло- ts Р° модулятор задержки, регулятор

уровня, второй селективный усилитель, второй амплитудный детектор, сумматор и переключатель с четырьмя клеммами, причем второй делитель частоты вхо- динамической характеристики группово-20 Дом подключен к выходу первого дели- го времени запаздывания обеспечивает- теля частоты,, а выходом через третий

женное устройство поверки дополнительных узлов значительно расширяет его функциональные возможности, так как наряду с суммарной нелинейностью

ся поверка нелинейности этой характеристики чётного и нечетного порядков, с разрешающей способностью не менее и относительной погрешностью не более ±0,2%. Это способствует значительному повьтению уровня метрологических характеристик разрабатываемых измерителей, так как в каждом случае конкретно определяется нелинейность, которую необходимо корректировать.

Формула изобретения

jQ клемме поверяемого измерителя, а выходом - одновременно к входам первого и второго селективного усшзителей и к первой клемме переключателя БЫ ход второго селективного усилителя через последовательно соединенные

Устройство для поверки измерите- gj лей группового времени запаздывания второй амплитудный детектор и четверсодержазцее клеммы для подключения поверяемого измеритетш, линию задержки яеременной длины и делитель частоты, своими входами соединенные с первой выходной клеммой поверяемого измерителя, усилитель с автоматической регулировкой усиления, вход которого соедимен с выходом линии задержки переменной длины, а выход с первым 45

Редактор М.Келемеш Заказ 4915/45

Составитель Ю„Макаревич

Техред А.Кравчук Корректор М.Демчик

Тираж 728Подписное

ВНИИГШ Государственного комитета СССР

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

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

75886

входом первого модулятора задержкиj выход которого соединен с первой входной клеммой поверяемого измерителя, а второй вход - с выходом пер- J вого фильтра, вход которого соединен с выходом делителя частоты, последо- ватгльно соединенные первый селективный усилитель, первый амплитудный де/;: тектор и второй фильтр, а также ршди

ты, третий и четвертый фильтры втофильтр - к первому входу второго модулятора задержки, вторым входом подключенного к выходу усилителя с автоматической регулировкой усиления, яы- ход второго модулятора задержки подключен к второй входной клемме поверяемого измерителя, регулятор уровня входом подключен к второй выходной

клемме поверяемого измерителя, а выходом - одновременно к входам первого и второго селективного усшзителей и к первой клемме переключателя БЫ ход второго селективного усилителя через последовательно соединенные

второй амплитудный детектор и четвертый фильтр подключен- одновременно к второй клемме переключателя и к первому входу сумматора, второй вход которого подключен одновременно к выходу второго фильтра и к третьей клемме переключателя, выход сумматора подключен к четвертой клемме переключателя, выходом подключенного к индикатору.

Изобретение относится к области (Измерительной техники. Цель изобретения - расширение функциональных возможностей устройства. Устройство содержит измеритель 1 группового времени запаздывания, линию 12 задерлжи переменной длины, усилитель 3, модулятор 4 задержки, делитель 5 частоты, фильтры 6 и 15, селективный усилитель 12, амплитудный детектор 14 и индикатор 19. Введение делителя 7 частоты, фильтров 8 и 18, модулятора 9 задержки, переключателя 11 с четырьмя клеммами, селективного усилителя 13, сумматора 16, амплитуд ноге детектора 17 и регулятора 10 уровня позволяет наряду с суммарной нелинейностью динамической характеристики группового времени запаздывания, обеспечить поверку нелинейности этой характеристики четного и нечетного порядков с разрешающей способностью не менее 5-10 мкс и относительной погрешностью не более +0,2%. Это способствует значительному повышению уровня метрологических характеристик разрабатываемых измерителе и . 1 ил . f. С