Способ определения времени групповой передачи четырехполюсников и устройство для его осуществления Советский патент 1986 года по МПК G04F10/06 

Фи2.1

связи по частоте, при этом период частоты модуляции пропорционален искомому результату t (jJ)aT(Sl), где t|-p () время групповой передачи измеряемого сигнала; (J текущая частота измерений; а - коэффициент пропорциональности, равный заданная постоянная величина сдвига фазы огибающей группового сигнала; Т() - период частот модуляции 9 ; 52 - текущее значение частоты модуляции. Использование способа измерения времени групповой передачи обеспечивает повышение точности измерений в расширенном дна;пазоне частот измерительного сигнаLiia, а также автоматизирует измерительный процесс. При этом измерительный прибор используется в качестве ноль-индикатора, осуществляющего автоматическое управление высокостабильной частотой f2 синтезатора частоты. Введение дополнительных преобразований по частоте позволяет выполнять сравнение фазовых сдвигов на фиксированной частоте опорного колебания. При этом полосу, пропускания канала сравнения фазовых сдвигов можно,уменьшить до десятков герц Отношение сигнал/шу1 1 существенно возрастает, чем и обеспечивается повышение чувствительности, а в конечном итоге и точности измерения. 2 с.Не. 3 з.п. ф-лы, 2 ил.

Изобретение относится к радиоизмерительной технике. Цель изобретения - повышение точности измерения в широком частотном диапазоне. Устройство, реализующее способ, содержит широкодиапазонный генератор 1, амплитудный модулятор 2, широкополосный усилитель 3, приемный блок 5, линейньм детектор 6, фазометр 7, модулирую1ций генератор 8, включающий аналого-цифровой преобразователь 17, блок управления 18 и синтезатор 19, опорный генератор 12, блоки 13, 14 и 15 преобразования частоты и фазосдвигатель 16 опорной частоты. В устройство введены измеритель 9 периода, индикатор 10 и генератор 11 развертки. В способе измерений времени групповой передачи с одним амплитудно-модулированным сигналом по сдвигу фазы огибающей группового сигнала на выходе измеряемого объекта в заданном частотном диаСО пазоне измерений сдвиг фазы огибающей группового сигнала поддерживают постоянным и равным заданной величине % путем изменения частоты модуляции Чг с помощью обратной 1C о sj д

f

Изобретение относится к радиоизмерительной технике и может быть использовано для измерения времени групповой передачи четырехполюсников например, высокочастотных линий связи, линий задержки, фильтров и т.п.

Цель изобретения - повышение точности измерения в широком диапазоне изменения текущей частоты f(w) измерительного сигнала при неизвестной ФЧХ измеряемого объекта.

На фиг. 1 показана структурная схема устройства, реализующего способ определения времени групповой передачи четырехполюсника; на фиг.2схема управляющего модулятора.

Устройство, реализующее предлагаемый способ, состоит из иирокодиапазонного генератора 1, амплитудного модулятора 2, широкополосного усилителя 3, измеряемого объекта 4,, приемного блока 5, линейного детектора 6, фазометра 7, модулирующего генератора 8, измерителя 9 периода, осциллографического индикатора lOj .генератора 11 развертки, опорного генератора 12, первого, второго к третьего блоков 13, 14 и 15 преобразования частоты и фазосдвигателя 16 опорной частоты.

Модулирующий генератор 8 содержит аналого-цифровой преобразователь 17 блок 18 управления и синтезатор 19 частоты.

Выход широкодиапазонного генератора 1 через последовательно соединенные амплитудный модулятор 2, широкополосный усилитель 3, измеряе.мьтй объект 4 5 приемный блок 5, линеньш детектор 6 и третий блок 15 преобразования частоты соединен с перв входом фазометра 7, второй вход которого через последовательно соединенные фазосдвигатель 16, второй блок 14 преобразования частоты соединен с входом измерителя 9 периода и выходом синтезатора 19 частоты, вход которого через последовательно соединенные блок 18 управления И аналого-цифровой преобразователь 17 (АЦП) соединен с; выходом фазо-. метра 7. Вторые входы второго и третьего блоков 14 и 15 преобразования частоты соединены с выходом первого блока 13 преобразования частоты, первый вход которого соединен с выходом опорного генерато-. ра 12, а второй - с вторым входом амплитудного модулятора 2 и входом измерителя. 9 периода, выход которого соединен с входом осциллографического индикатора 10, второй вход которого соединен с выходом генератора 11 развертки, вторым выходом соединенного с входом широкодиапазонного генератора 1.

Способ осуществляют следующим образом. Генерируемое широкодиапазонным генератором 1 напряжение U+,(t)U sinut модулируют по амплитуде в амплитуд ном модуляторе 2 напряжением модулирующего генератора 8 U(t)U,-sin(Kt+4, где Ч - начальная фаза сигнала. Амплитудно-модулированный сигна Uj (t)U l+ra-sin(,)-sin ut, где - коэффициент модуляци равный 0,2...0,3, усиливают широкополосным усилителе 3 и подают на вход измеряемого объ екта. С выхода измеряемого объекта 4 амплитудно-модулированный сигнал и. (t)K -и -sindJt-W) l + Hn-sin(9t+4;+ дН), где К. - коэффициент передачи цепи: вход широкополосного усилителя 3 - выход измеряемого объекта; i л Ч - фазовый сдвиг, вносимый измеряемым объектом 4 на частоте W; лЧи- фазовый сдвиг огибающей АМ-сигнала, вносимый измеря емым объектом 4 относитель но фазы исзЮдного модулирующего напряжения U(t), подают на вход приемного блока 5 и с помощью линейного детектора 6 фильтром нижних частот вьщеляют сигнал огибающей ЛМ-измерительного сигнала (t) К. UM sin («t+V V где К - коэффициент передачи цепи: вход широкополосного усилителя 3 - выход ФНЧ линейного детектора 6; амплитуда сигнала модулирующего генератора 8; . начальная фаза сигнала модулирующего генератора 8. Вьщеленный ФНЧ сигнал огибающей и (t) подают на сигнальный вход третьего блока 15 преобразования частоты, на гетеродинный вход которого, связанный с гетеродинным входом второго блока 14 преобразования частоты, подают сигнал U (t) с выхода первого блока 13 преобразования частоты. Сигнал U (t) путем преобразования сигнала модулирующего генератора 8, равного U(t)U -sin№t+ f), и сигнала опорного генератора равного v U (t) . где йр - частота опорного генератора 12. Преобразование сигналов U(t) и и, (t) осуществляют путем перемножения в первом блоке 13 преобразования частоты. На выходе первого блока 13 .преобразования частоты после фильтрации сигнал равен и« (t)-K,, +)t+4j - коэффициент преобразования первого блока 13 преобразования частоты; S,,. Во втором блоке 14 преобразования частоты исходный модулирующий сигнал U(t) и гетеродинный сигнал и,; (t) преобразуют путем перемножения и фильтрации в сигнал U (t), равный sin iZ.t, где К - коэффициент преобразования второго блока 14 преобразования частоты. В третьем блоке 15 преобразования астоты сигнал U(t) огибающей и гееродинный сигнал (t) преобразут путем перемножения и фильтрации сигнал (t), равный U,s(t), sin(. 4 V - коэффициент преобразования третьего блока 15 преобразования частоты. Сигнал (t) подают на cHrHajifcный вход фазометра 7, Сигнал и (t) с выхода второго блока преобразования частоты задефживают по фазе на величину калиброванного заданного фазового сдвига fв в фазосдвигателе 16 опорной частоты:- (t) К, К„ i sin(S,.t где К - коэффициент передачи фазо сдвигателя 16 опорной час тоты. . . Сигнал (t) с заданным фазовым сдвигом д подают на опорный вход фазометра 7. В фазометре 7 сигналы Uj (t) и (t) сравнивают по фазе, при этом разность фаз % и лЧ преобразуют в аналоговый сигнал U(t), которым автоматически изменяют частоту S мо дуляции модулируннцего генератора 8, поддерживая постоянное равенство « о. Работа устройства, реализующего способ измерения времени групповой передачи, осуществляется следующим образом. На широкодиапазонном генераторе 1 устанавливают пределы и и и изменения частоты (if измерительного сигнала. На генераторе 11 развертки устанавливают наименьшее значени частоты развертки. Нафазосдвигателе 16 опорной частоты устанавливают задаваемое значение фазового сдвига p, равное, например, 36 или 180 (в зависимости от вида фазового де тектора, применяемого в фазометре 7) . В блоке 18 управления синтезатором частоты задают цифровой код соответствующий значению выходного аналогового сигнала U(t) фазометра 7 при йЧд, равном д . В измери тельный .канал устройства для измерения времени групповой передачи включают измеряемый объект. При эт аналоговый сигнал U (t), пропорцио нальный разности фазовых сдвигов, вносимых фазосдвигателем 16 опорно частоты и измеряемым объектом 4, поступает на вход аналого-цифрового преобразователя 17, с выхода ко рого цифровой код аналогового сигн ла U(t) поступает на вход блока 1 управления. В блоке 18 управления осуществляется постоянное сравнение текущего цифрового кода сигнала и (t) с заданным цифровым кодом сигнала U, (t) при условии Q. При неравенстве сравниваемых цифровых кодов блок 18 управления осуществляет автоматическое управление частотой Л синтезатора 19 частоты, причем направление изменения частоты Я противоположно направлению изменения величины лЧ относительно величины ilp. При равенстве сравниваемых цифровых кодов блок 18 управления вьщает в синтезатор 19 частоты управляющий сигнал запрета перестройки частоты 4 . Таким образом, в устройстве осуществляется постоянное автоматическое слежение за фазой выделенной линейным детектированием огибаю- , щей AM измерительного сигнала. Результаты измерений автоматически выводятся на встроенное цифровое табло измерителя 9 периода и экран jfc4циллографического индикатора 10. С целью упрощения устройства, реализующего способ измерения времени групповой передачи, автоматическое управление текущей частотой-и модулирующего генератора может быть осуществлено путем применения только аналоговой обработки сигнала управления с выхода фазометра, пропорционального разности величин Ч и л оМодулятор (фиг. 2) состоит из источника 20 постоянного тока, первого ключа 21, зарядно-разрядного элемента 22, второго ключа 23, разрядного резистора 24 и управляемого генератора 25. Источник 20 постоянного тока через последовательно соединенные первый ключ 21, зарядноразрядный элемент 22, второй ключ 23 соединен с резистором 24. Выход зарядно-разрядного элемента 22 соединен с входом .управляемого генератора 25, выход которого является выходом модулятора, а управляющие входы первого ключа 21 и второго ключа 23 соединены с входом управляемого модулятора. Модулятор работает следукидим образом. На вход устройства поступает сигнал управления, пропорциональный разности изменяемого значения фазового сдвига и заданного (образцового) значения фазового сдвига % В исходном состоянии при отсутствии управляемого сигнала, т.е. равенстве сравниваемых значений Ч и Чд в фазометре (что соответствует синусоидальной амплитудно-фазовой. характеристике фазового детектора фазометра, вьфабатывающего управляю щий аналоговый сигнал), первьй и второй ключи 21 и 23 закрыты, и емкость С зарядно-разрядного элемен та 22 имеет нулевой потенциал. При поступлении на вход устройст ва управляющего сигнала положительной полярности (т.е. в случае лЧ меньше. Ч ) открывается первьш ключ 2 и через него происходит заряд емкос ти С зарядно-разрядного элемента 22 от источника 20 постоянного тока, п этом нарастающее на емкости С напр жение управляет изменением частоты и управляемого генератора 25 от нуля до значения , при котором значени йМ становится равным заданной вел чине . Сигнал управления станови ся равным нулю, и ключ 21 запирается При поступлении на вход устройст ва управляющего сигнала отрицательной полярности (т.е. в случае больше о) открывается второй ключ и емкость С зарядно-разрядного эле мента 22 начинает разряжаться через резистор 24, при этом убывакнцее на емкости С напряжение изменяет частот 5 управляемого генератора 25 до Значения ,-+л при котором сигнал управления становится равным нулю (т.е. при t равном o ) . При этом второй ключ 23 закрывается. Таким образом осуществляется автоматическое управление частотой Q модуляции предлагаемого устройства - модулирую щего генератора. Постоянная времени зарядноразрядного элемента 22 должна быть выбрана по величине гораздо меньшей отношения Zf/tO ny , где ( частота изменений ФЧХ измеряемого объекта. Формула изобретения 1. Способ определения времени групповой передачи четьфехполюсников, заключающийся в формировании гармонического колебания заданной частоты f(u), амплитудной модуляции гармонических колебаний f(6J) сигналом более низкой частоты f (5) , передаче амплитудно-модулнронаиного сигнала через исследуемую систему, линейном детектировании прошедшего через исследуемую систему сигнала с последующим сопоставлением фаз модулирующего сигнала f(S) и выделенной при линейном детектировании огибающей, отличающийся тем, что, с целью повътеняя точности в широком диапазоне изменения текущей частоты f(U) измерительного сигнала при неизвестной ФЧХ измеряемого объекта, сдвиг фазы л , между вьщеленной линейным детектированием огибаЪщей и модулирующим колебанием f() поддерживают постоянным и равньш заданной величине if путем автоматического изменения частоты модуляции 9 в соответствии с величиной разности заданного и текущего значений разности фаз, которая определяется при сопоставлении фаз модулирующего сигнала f) и выделенной при линейном детектировании огибающей, определяют период модулирующего сигнала, по которому судят о величине времени групповой передачи сигнала в соответствии с вьфажением Ч, (0)) л а.т (ft). время групповой передачи измерительного сигнала;текущая частота несущей измерительного сигнала; коэффициент пропорциональности, равный 0/360 ; заданная постоянная величина сдвига фазы огибающей АМ-сигнала относительно фазы исходного модулирующего колебания, меньшая или равная 36 или 180 в зависимости от вида фазового детектора, применяемого в фазометре; период частоты модуляции 52 ; текущее значение частоты модуляции. 2. Способ ПОП.1, отличаюийся тем, что сопоставление аз.модулирующего сигнала (Я) и выеленной при линейном детектироваии огибающей выполняется на фикси ованной частоте, при этом фазу