Устройство для измерения фазовых флуктуаций Советский патент 1989 года по МПК H04B3/46 

о со

С71 Ю

31499512

Изобретение относится к технике электросвязи и может использоваться для измерения интенсивности фазовых флуктуации в процессе настройки, г технической эксплуатации и нормирования электрических параметров оборудования линий связи.

Цель изобретения - повьшёние точности измерения за счет исключения ю влияния дестабилизирующих факторов.

. На чертеже представлена CTpS KTyp- ная электрическая схема предлагаемого устройства.

Устройство для измерения фазовых 15 флуктуации содержит входной усилитель 1, блок 2 выделения тактовой частоты, первый делитель 3 частоты, формирователь 4 временного интервала, блок 5 подстройки частоты, времяам- 20 плитудный преобразователь 6, аналого- цифровой преобразователь 7, генератор 8 опорной частоты, элемент 9 запрета, вычислительный блок 10, второй делитель 11 частоты, индика- 25 тор 12.

Устройство работает следующим образом.

Для измерения фазовых флуктуации осуществляется периодическая калиб- 30 ровка блоков, входящих в устройство и определяющих точность измерения, а именно времяамплитудного преобра- зователя 6 и аналого-цифрового преобразователя 7. Результаты калибров- ки учитьшаются при измерении фазовьк флуктуации входного сигнала, что позволяет обеспечить максимальную точность измерений.

Устррйство для измерения фазовых 40 ;флуктуаций работает по программе, заложенной в вычислительном блоке 10, согласйо которой происходит чередование измерения фазовых флуктуации входного сигнала с внутренней калиб- дд ровной.

Измерение фазовых флуктуации вход- :ного сигнала происходит следующим об- :разом.

. Входной сигнал поступает на первый вход входного усилителя 1, где :происходит усиление и преобразование его в уровень эмиттерно-связанной логики. С выхода входного усилителя 1 сигнал поступает на блок 2 вьщеле- ния тактовой частоты, который, необ- ;ходим для сигнала, в котором имеются пробелы. Непрерывная последователь- ность импульсов с выхода блока 2 вы50

55

деления тактовой частоты поступает на первый делитель 3 частоты с коэффициентом деления, равным 16, что определяет измерение фазовых флуктуации до 10 Т, где Т - п ериод тактовой частоты. Импульсы с первого делителя 3 частоты запускают формирователь 4 временного интервала, где вырабатываемые импульсы, равные по длительности периоду тактовой частоты, стро- бируются сигналом с выхода входного усилителя 1, что обеспечивает измерение непосредственно по информационному сигналу.

Блок 5 подстройки частоты сравнивает частоты сигналов блока 2 вьщеле- ния тактовой частоты и генератора 8 опорной частоты.

Вырабатываемое блоком 5 подстрой- ки частоты управляющее напряжение подстраивает частоту генератора 8 опорной частоты до полного совпадения с центральной частотой сигнала на выходе блока 2 вьщеления тактовой частоты. Сигнал с выхода генератора 8 опорной частоты поступает через второй делитель 11 частоты с коэффициентом деления, равным 16, на второй вход времяамплитудного преобразователя 6.

Временное рассогласование между сигналами на выходах формирователя 4 временного интервала и второго делителя 11 частоты преобразуется время- амплитудным преобразователем 6 в напряжение, и, если входной сигнал флуктуирует по фазе, на вькоде времяамплитудного преобразователя 6 образуется переменное напряжение, пропорциональное фазовым флуктуациям входного сигнала.

Аналого-цифровой преобразователь 7 измеряет поступакяцее на его вход напряжение, а вычислительный блок 10 вычисляет среднеквадратическое значение по формуле

и (t)-U(t)|V/n, (1) t-.i

где п - число измерений;

U (t) - текущее значение напря жения;

U(t) - среднее значение напряжения, равное

uTt) i: u;(t)/n. (2)

Ul

51

Среднеквадратическое значение, вычисляемое по формуле (1), пропорциональное среднеквадратическому значению фазовых флуктуации входного сигнала, запоминается в вычислительном блоке 10.

Калибровка в устройстве для измерения фазовых флуктуации происходит следующим образом.

Вычислительный блок 10 соглано заложенной в него программе вьфабаты- вает уровни напряжений, под воздействием которых элемент 9 запрета рыра- батывает на своих выходах чередующиеся импульсы длительностью, равной периоду тактовой частоты, с частотой следования на каждом выходе, равном

IкГц, а генератор 8 опорной частоты начинает вьщавать на второй вход входного усилителя 1 напряжение стабильной частоты, запрещающее прохождение входного сигнала через входной усилитель 1.

Указанное напряжение стабильной частоты проходит входной усилитель 1 блок 2 вьщеления тактовой частоты, первый делитель 3 частоты, формирователь 4 временного интервала точно так же, как проходил бы зти цепи измеряемьй входной сигнал.

Импульс, поступающий с. первого выхода элемента 9 запрета на второй вход первого делителя 3 частоты, запрещает его работу на время, равное периоду тактовой частоты, при этом происходит временной сдвиг между .выходными импульсами с формирователя 4 временного интервала и второго делителя 11 час тоты, равный одному периоду тактовой частоты

Поступающий затем с второго выхода элемента 9 запрета импульс на второй вход второго делителя 11 частоты точно так же, как и в первом случае, запрещает его работу и восстанавливает исходное временное рассогласование между импульсами, поступающими на первьй и второй входы времяамплитудного преобразователя 6.

Чередование импульсов на выходах элемента 9 запрета приводит к тому, что рассогласование между импульсами на выходах формирователя 4 временного интервала и второго делителя

I1частоты изменяется на один период тактовой частоты с частотой, равной

1 кГц. Частота 1 кГц выбрана в соответствии с рекомендациями МККТТ.

Переменное рассогласование между входными импульсами времяамплитудного преобразователя 6 приводит к появлению, на выходе последнего прямоугольного напряжения частотой, равной 1 кГц, амплитуда которого соответствует одному периоду тактовой частоты.

.Аналого-цифровой преобразователь 7 измеряет полученный сигнал, а вычислительный блок 1 О обрабатывает данные с выхода аналого-цифрового преобразователя 7 по формуле (1).

Далее вычислительный блок 10 вычисляет значение фазовых флуктуации входного сигнала по формуле

0

5

0

5

0

5

0

и и/и

К

(3)

где О к - Среднеквадратическое зна1

5

чение фазовых флуктуации входного сигнала, вьфажен- ное в периодах тактовой частоты;

и - Среднеквадратическое значение, полученное по формуле (1) при измерении вход- . ного сигнала и запомненное в вычислительном блоке 10; Среднеквадратическое значение, полученное по формуле (1) при измерении калиброванного сигнала, соответствующего одному периоду тактовой частоты.

Значение фазовых флуктуации, полученное по формуле (3), выводится вычислительным блоком 10 на индикатор 12. Как видно из формулы (3), если значение U изменяется в результате внешних факторов и становится равньш oiiU, где об - коэффициент дестабилизации, соответственно, U принимает значение, равное oi-U, т.к. измерительный тракт один и тот же, тогда в результате сокращения в числителе и знаменателе коэффициента ed. , получаем точное значение величины фазовых флуктуации.

Формула изобретен, ия

Устройство для измерения фазовых флуктуации, содержащее входной усилитель, первый вход которого является входом устройства, индикатор, генератор опорной частоты, последовательно соединенные блок вьщеления тактовой частоты, вход которого соединен с выходом входного усилителя, первьп

делитель частоты, формирователь временного интервала, второй вход которого соединен с выходом входного усилителя, и времяамплитудный преобразователь, второй делитель частоты, блок подстройки частоты, первьй вход и выход которого соединены соответственно с выходом блока вьщеления тактовой частоты и первым входом генератора опорной частоты,, первый выход которого соединен с первым входом второго делителя частоты и вторым входом блока подстройки частоты, отличающееся тем, что, целью повьшения точности измерения за счет исключения влияния дестабилизирующих факторов, введены элемент запрета, первьй и второй выходы ко14995128

торого соединены соответственно с вторыми входами первого и второго делителей частоты, последовательно соединенные аналого-цифровой преобразователь, вход которого соединен с вь1ходом времяамплитудного преобразователя, и вычислительный блок, первьй и второй выходы которого со- JO единены соответственно с входом индикатора и входом элемента запрета, выход второго делителя частоты подключен к второму входу времяамплитудного преобразователя, третий выход с 15 вычислительного блока подключен к

второму входу генератора опорной частоты, второй выход которого соединен с вторым входом рходного усилителя.

Изобретение относится к электросвязи. Цель изобретения - повышение точности измерения. Устройство для измерения фазовых флуктуаций содержит усилитель 1, блок 2 выделения тактовой частоты, делители 3 и 11 частоты, формирователь 4 временного интервала, блок 5 подстройки частоты, времяамплитудный преобразователь 6, АЦП 7, г-р 8 опорной частоты, эл-т запрета 9, вычислительный блок 10 и индикатор 12. Цель достигается за счет исключения влияния дестабилизирующих факторов путем обеспечения чередования измерения фазовых флуктуаций входного сигнала с проведением внутренней калибровки блоков, входящих в устройство и определяющих точность измерения. 1 ил.