Устройство для поверки измерителей группового времени запаздывания Советский патент 1987 года по МПК G01R35/00 

11287068

Изобретение относится к измерительной технике и может найти широкое практическое применение для поверки измерителей группового времени запаздывания ,5

Цель изобретения - повышение точности при поверке измерителей работающих в динамическом режиме.

Под поверкой измерителей группового времени запаздывания в динами- fO ческом режиме понимается выявление закономерности изменения динамической погрешности измерительных каналов поверяемых измерителей. Эта погреш2

ключен к клемме 11 для подключения входа поверяемого измерителя группового времени запаздывания-.

Устройство работает следующим образом.

На вход клеммы 1 с выхода поверяемого измерите я группового времени запаздывания подается амплитудно-мо- дулированный испытательный сигнал, поступающий на первый вход преобразователя 2 частоты. На второй вход преобразователя 2 частоты подается высокочастотный сигнал с. выхода перестраиваемого генератора 3, частота

ность обусловлена искажениями частот- 5 которого перестраивается напряжением

25

ного спектра испытательного сигнала при непрерывной перестройке несущей частоты, что вызывает фазовые искажения огибающей.

При этом, в качестве поверяемого 20 параметра выступает величина отклонения частотной неравномерности группового времени запаздывания измерительного канала поверяемого измерителя по отношению к его собственной частотной неравномерности, группового времени запаздывания в статическом режиме, когда несущая частота испытательного сигнала изменяется дискретно и искажения частотного спектра ничтожно малы и не вызывают фазовых искажений огибающей, - На фиг.1 представлена структурная схема устройства поверки; на фиг.2 - временные диаграммы, характеризующие 35 изменения группового времени запаздывания.

Устройство содержит клемму 1 для подключения выхода поверяемого измерителя групповот о времени запаздывания 5 к которой первым входом подключен первый преобразователь 2 частоты, второй вход которого подключен к первому выходу перестраиваемого генерапилообразной формы, поступающим с выхода генератора 4 пилообразного напряжения.

Выходное напряжение и (t) преобразователя 2 частоты содержит суммарную и разностную составляющие с

и о. - со

несу , где частота испытательного сигнащими частотами сОр + оо W,,Qr 30

40

ла и перестраи заемого генератора соответственно.

С помощью поло сового фильтра 5 из выходного напряжения преобразователя 2 частоты выделяется напряжение (t) с суммарной частотой, которое поступает на вход образцовой дисперсионной линии 6 задержки с возрастающим линейным законом зависимости задержки от частоты (фиг,2).

Задержанный сигнал с выхода образцовой дисперсионной линии задержки

6поступает на вход преобразователя

7частоты, на второй вход которого подается сигнал с частотой со с выхода перестраиваемого генератора 3. С помощью преобразователя: 7 частоты осуществляется перенос сигнала с частотой со,. + cOf на исходную частоту QC-, причем выделяется напряжение Uj, (t).. Выражения (1), (2) и (3) определяют

тора 3, входом подключенного к выхо- последовательное преобразование сиг- ду генератора 4 пилообразного напря- нала в устройстве жения, выход преобразователя 2 частоты через последовательно соединенные первьш полосовой фштьтр 5, первую образцовую линию 6 .задержки, подключен 50

U,,(t) и, (1+т cosQt)cos(«,-C0r)t +cp(t)-tfr(t)j + cos(w,+ + W,)t -i-CpcCt) +t,(t) ; (1)

.) 1

к первому входу второго преобразователя 7 частоты, второй вход которого соединен с вторым выходом перестраиваемого генератора 3, а выход второго преобразователя 7 частоты через последовательно соединенные второй полосовой фильтр 8, вторую образцовую линию 9 задержки и усилитель 10 под

2

ключен к клемме 11 для подключения входа поверяемого измерителя группового времени запаздывания-.

Устройство работает следующим образом.

На вход клеммы 1 с выхода поверяемого измерите я группового времени запаздывания подается амплитудно-мо- дулированный испытательный сигнал, поступающий на первый вход преобразователя 2 частоты. На второй вход преобразователя 2 частоты подается высокочастотный сигнал с. выхода перестраиваемого генератора 3, частота

пилообразной формы, поступающим с выхода генератора 4 пилообразного напряжения.

Выходное напряжение и (t) преобразователя 2 частоты содержит суммарную и разностную составляющие с

и о. - со

несу , где частота испытательного сигнащими частотами сОр + оо W,,Qr

ла и перестраи заемого генератора соответственно.

С помощью поло сового фильтра 5 из выходного напряжения преобразователя 2 частоты выделяется напряжение (t) с суммарной частотой, которое поступает на вход образцовой дисперсионной линии 6 задержки с возрастающим линейным законом зависимости задержки от частоты (фиг,2).

Задержанный сигнал с выхода образцовой дисперсионной линии задержки

6поступает на вход преобразователя

7частоты, на второй вход которого подается сигнал с частотой со с выхода перестраиваемого генератора 3. С помощью преобразователя: 7 частоты осуществляется перенос сигнала с частотой со,. + cOf на исходную частоту QC-, причем выделяется напряжение Uj, (t).. Выражения (1), (2) и (3) определяют

ледовательное преобразование сиг- а в устройстве

U,,(t) и, (1+т cosQt)cos(«,-C0r)t +cp(t)-tfr(t)j + cos(w,+ + W,)t -i-CpcCt) +t,(t) ; (1)

и

.) 1

и.

j(1+ m )cOS (We +

+ 0r)t+(f,(t) + q,(t)+q./t) j (2)

Usb,M(t 4

+ m cosiiCt - D,)cosro,(t-t,)-q)(t)-cpr(t) + T + cos( 2cJr)(t - i,)-c|(t)+cp,(t)jL

(3)

где Cf (t) - фазовый сдвиг, вносимый линией 6 задержки на частоте с) ), Cp(t) - начальные фазовые сдвиги несущей частоты испытательного сигнала и частоты перестраиваемого генератора; б, - время задержки образцовой дисперсионной линии 6 задержки; Ч(, -tt) - фазовый сдвиг, вносимый полосовым фильтром 5 на частот О;, +СлЗг .

Далее сигнал поступает на вход фильтра 8, на выходе которого выделяется испытательный сигнал с частотой (Ор, задержка которого плавно изменяется за счет изменения частоты перестраиваемого генератора 3.

Однако, поскольку испытательный сигнал, поступающий на первый вход преобразователя 2 частоты имеет строго определенный спектр, определяемый рабочим диапазоном частот поверяемого измерителя группового времени запаздывания то за счет дисперсионных свойств образцовой линии 6 задержки он искажается. С целью компенсации этих искажений выходной сигнал фильтра 8 поступает на вход образцовой линии 9 задержки с падающей зависимостью характеристики задержки от частоты (фиг.2а). Из формулы (3) видно, как

и суммарном колебаниях и что она должна быть одной и той же в слагаемых формулы,

Полная компенсация дисперсионных искажений спектра испытательного сигнала достигается за счет применения в устройстве дисперсионной линии 9 задержки с обратной зависимостью задержки от частоты. Поэтому, поступающий на ее вход сигнал с частотой со, получает строго постоянные дополнительные приращения задержки обратные по знаку и равные по величине соответствующим приращениям задержки в дисперсионной линии 6 задержки. Так как эти приращения задержки не зависят от частоты Uj. перестраиваемого генератора, то происходит полная компенсация дисперсионных искажений спектра испытательного сигнала, причем UQ, uWg

Создание, образцовых дисперсионных линий задержки, которые обладают линейно-нарастающим и линейно-спадающим- изменением задержки при изменении частоты испытательного сигнала могут быть решены различными методами.. Одним из них является метод, который

fO

f5

25

успешно используется при создании ультразвуковых дисперсионных линий задержки на поверхностных акустических волнах.

При практической реализации такого класса образцовых дисперсионных линий задержки используется частотно- селективный планарный преобразователь, состоящий из пьезоэлектрического зву- копровода, на поверхности которого располагаются многоэлектродный (входной) и щирокополосный (выходной) преобразователи. Требуемый закон дисперсионной зависимости задержки от частоты сигнала достигается за счет соответствующего размещения по отношению к выходному преобразователю участков входного преобразователя, настроенных на различную частоту в пре- 20 делах девиации дисперсионной линии задержки.

При конструировании таких линий должна выполняться строгая связь между шагом электродов входного и выходного преобразователей и центральной частотой, а также связь между расстоянием преобразователей и задержкой. Соблюдение указанных требований необходимо -для обеспечения требуемого закона изменения задержки от частоты.

Обычно шаг между электродами выходного- преобразователя выполняется постоянным. Поэтому, если шаг электродов входного преобразователя будет 35 возрастать в сторону выходного преобразователя, то такая линия будет иметь линейную дисперсионную характеристику с нарастающим изменением задержки от частоты и наоборот, если шаг электродов входного преобразователя будет уменьшаться в сторону выходного преобразователя, то такая линия будет иметь линейную дисперсионную характеристики с падающим изменением задержки от частоты.

Полосовой фильтр 5 вносит задержку на суммарной частоте Q + со. , а полосовой фильтр 8 - задержку на частоте Q(,. Эти задержки переносятся на огибающую испытательного сигнала, кото- рьш поступает на вход поверяемого измерителя группового времени запаздывания (клемма 11). В измерительном канале осуществляется детектирование испытательного сигнала и выделенная огибающая с указанными задержками поступает одновременно и в опорный канал поверяемого измерителя. Измерительный и опорный каналы поверяе30

40

45

50

55

iMoro измерителя подключены к фазовом детектору, где происходит полная ком пенсация не только задержек, вносимых полосовыми фильтрами 5 и 8, аи задержки, вносимая усилителем 10.

Для компенсации потерь по затуханию, вносимых образцовыми линиями задержки, испытательный сигнал с выхода образцовой линии 9 задержки усиливается в усилителе 10 и поступает на клемму 11 для подключения к входу проверяемого измерителя группового времени запаздывания.

Таким образом, введение в устройство указанных узлов позволяет получить плавное изменение задержки по линейному закону (фиг.2в) и осуществить поверку измерителей группового времени запаздывания в динамическом .режиме.

Фо рмула изобретения

Устройство для поверки измерителей группового времени запаздывания, содержащее две клеммы, одна из которых служит для подключения выхода, а вторая - входа поверяемого измеридержки от частоты, ,

отличающееся тем, что, с целью .повышения точности поверки измерителей, работающих в динамическом режиме, в него дополнительно введены два преобразователя частоты, перестраиваемый генератор, генератор пилообразного напряжения, второй полосовой фильтр, вторая образцовая дисперсионная линия задержки С падающей линейной зависимостью задержки от частоты и усилитель, причем первый преобразователь частоты первым входом подключен к первой клемме, а вторым входом - к

5 первому выходу перестраиваемого генератора, входом подключенного к выходу генератора пилообразного напряжения, выход первого преобразователя частоты подключен к входу первого

0 полосового фильтра, первый вход второго преобразователя частоты подключен к выходу первой дисперсионной линии задержки с возрастающей линейной зависимостью задержки от частоты,,

5 а второй вход второго преобразовате- ля частоты подключен к второму выходу перестраиваемого генератора, выход второго преобразователя частоты через последовательно соединенные

теля группового времени запаздывания, 30 второй полосовой фильтр, вторую об- первый полосовой фильтр, выходом подключенный к входу первой образцовой дисперсионной линии задержки с возрастающей линейной зависимостью за9

разцовую линию задержки с падающей линейной зависимостью задержки от частоты и усилитель подключен к,второй клемме.

Редактор И.Сегляник

фие. .

Составитель Ю.Макаревич

Техред Л.Сердюкова Корректор А.Тяско

второй полосовой фильтр, вторую об-

разцовую линию задержки с падающей линейной зависимостью задержки от частоты и усилитель подключен к,второй клемме.

Заказ 7712-/48 Тираж 730Подписное

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