Измеритель группового времени запаздывания Советский патент 1991 года по МПК G01R35/00 

Изобретение относится к радиоизмерительной технике и может найти практическое применение для измерения группового времени запаздывания радиотехнических цепей.

Целью изобретения является повышение разрешающей способности измерения неравномерности группового времени запаздывания и расширение области применения.

На чертеже представлена схема измерителя группового времени запаздывания „

Измеритель группового времени запаздывания содержит генератор 1 высокой частоты, выходом подключенный к

первому входу модулятора 2, модулирующий генератор 3, выход которого через делитель 4 частоты на m соединен с входом дополнительного делителя 5 частоты на п и с входом третьего фильтра 6 нижних частот, выход дополнительного делителя 5 на п через четвертый фильтр 7 нижних частот подключен к второму входу сумматора 8, первым входом подключенного к выходу третьего фильтра 6 нижних частот, выход сумматора 8 подключен к второму входу модулятора 2, выход которого через последовательно подключенные широкополосный усилитель 9 с автоматической регулировкой усиления и

05

J163

исследуемый четырехполюсник 10 подсоединен к входу амплитудного детектора 11, выход которого подключен одновременно к входам первого и второго фильтров 12 и 13 нижних частот, выходы которых подключены к входам смесителя 14, выход первого фильтра 12 нижних частот подключен к первому входу коммутатора 15, второй вход которого подключен к выходу смесителя

14через пятый фильтр 16 нижних частот, управляемый вход коммутатора

15подключен к выходу коммутирующего генератора 17, выход коммутатора 15 через первый усилитель-ограничитель 18 соединен с входом фильтра 19 нижних частот, а выход четвертого фильтра 7 нижних частот через последовательно соединенные второй усилитель- ограничитель 20 и седьмой фильтр 21 нижних частот подключен к одному входу фазового детектора 22, другой вход которого соединен с выходом фильтра

19, выход коммутирующего генератора 17 непосредственно и выход фазового детектора 22 через селективный усилитель 23 на частоту,коммутации подключены к соответствующим входам синхрон

0

5

Высокочастотное колебание U,(t) Umicos(COt ), гдеС/ 0- начальная фаза колебания, подается с выхода высокочастотного генератора 1 на первый вход модулятора 2. В качестве модулирующей функции высокочастотного колебания U (t) служит сумма двух гармонических низкочастотных колебаний с частотами С2( nQ , которые формируются из колебания, поступающего с выхода модулирующего генератора 3 с помощью делителя 4 частоты на m и дополнительного делителя 5 частоты на 5 п, к которым подключены соответственно третий и четвертый фильтры 6 и 7 нижних частот. Эти колебания описываются формулами

и) Umzcos(Q,t +ц,); (1)

U3(t) Um3cos(Q,t ), (2) где Ц1, и Cf начальные фазы этих колебаний, учитывающие фазовые сдвиги, вносимые фильтрами 6 и 7 нижних частот.

Колебания, описыавемые выражениями (1) и (2), подаются на входы сумматора 8. Выходное колебание сумма

Изобретение может быть использовано для измерения группового времени запаздывания и неравномерностей группового времени запаздывания радиотехнических цепей„ Цель - повышение разрешающей способности измерения неравномерности группового времени запаздывания и расширение области применения. Устройство содержит генератор 1 высокой частоты, модулятор 2, модулирующий генератор 3, делители 4 и 5 частоты, ФНЧ 6 и 7, сумматор 8, усилитель 9 с АРУ, исследуемый четырехполюсник 10, амплитудный детектор 11, ФНЧ 12 и 13, смеситель 14, ФНЧ 15, коммутатор 16, коммутирующий генератор 17, усилитель-ограничитель 18, ФНЧ 19, усилитель-ограничитель 20, ФНЧ 21, фазовый детектор 22, селективный усилитель 23, синхронный детектор 24 и индикатор 25. Цель достигается за счет измерения неравномерности группового времени запаздывания на двух модулирующих частотах, соотношение между которыми обеспечивает работу фазового детектора на постоянной частоте О--, т.е. Q( 2О, а также одновременным измерением как самого группового времени запаздывания, так и его неравномерности. 1 ил. SS

ного детектора 24, выходом подключен-зо тора поступает на второй вход модуляного к индикатору 25.

Измеритель работает следующим об- разом„

тора 2, на выходе которого формируется испытательный сигнал, который можно представить в виде

u4(t) (G3t + ) + -5i|™ CoS (w-fQt)t q, +

+ liMuA. cosЈ(co Q)t + q, + nJiUai.. j-cos ((0 +Qpt + + -j +

+ -Ц cos(«-Q2)t .

Испытательный сигнал (З) с выхода модулятора 2 поступает через широкополосный усилитель 9 с автоматической

После прохождения испытательного сигнала (3) через исследуемый четыре полюсник 10 его спектральные составрегулировкой усиления на вход иссле- 45 ляющие претерпевают фазовые сдвиги,

которые переносятся на огибающие с частотами Q, и Q2:

дуемого четырехполюсника 10.

U5(t) Umscos(0t +(f0-) + cos(CO+Q,)t +Cf0 + Cp, - f t +

+ -SiUMcos((0-ai)t Lp, .+T2i2wcoe((0 +Qz)t +(fz-(fi

Щ cos ((0 -Q2 )t + Cfe - Cf, -lf{J,(4)

Испытательный сигнал (4) поступает

где Ср0 , CpJ , , , - соответствую- на вход амплитудного детектора 1 , щие фазовые сдвига на частотах (0 , W +Q,fG)-Q|J(0+n2, СО -Ог

выходной сигнал которого выражается формулой

тора 2, на выходе которого формируется испытательный сигнал, который можно представить в виде

(3)

После прохождения испытательного сигнала (3) через исследуемый четырехполюсник 10 его спектральные состав на вход амплитудного детектора 1 ,

выходной сигнал которого выражается формулой

U6(t)

(Q,t + Ц,

tf-l/{

U(t) Umicos(Qzt tCf2+Cp5+ -);

.(6)

ug(t) Uw cos(Q,t +ff,+lf ,+

vf-c;,

2 (7)

С помощью первого и второго фильтров 12 и 13 нижних частот, настроенных соответственно на частоту О и (, из напряжения (5) выделяются составляющие с указанньгми частотами модуляции

,

/

где , - фазовые сдвиги, вносимы первым и вторым фильтрами 12 и 13 нижних частот

Колебания (6) и (7) подаются на первый и второй входы смесителя 14, на выходе которого с помощью третьег фильтра 16 нижних частот выделяется напряжение с разностной частотой

, - Qz при Q, 2Г22.

В первом положении коммутатора 15 на два положения, показанном на чертеже, колебание (6) с выхода первого фильтра I2 нижних частот подается через первый усилитель-ограничитель 18 и подключенный к нему четвертый фильтр 19 нижних частот на первый вход фазового детектора 22, С учетом фазового сдвигаCPl вносимого четвертым фильтром 19 нижних частот, коле- бание (6) принимает вид

U

ott),(Qzt

Ч1-& 2

В качестве опорного сигнала фазового детектора ,22 служит колебание (1), поступающее с выхода четвертого фильтра 7 нижних частот через второй усилитель-ограничитель 20 и пятый фильтр 21 нижних частот, которое с учетом фазового сдвига Cf5 вносимого пятым фильтром 21 нижних частот, можно преетавить в виде

им (t) umicos(Q2t +%).

В результате сравнения по фазе напряжений (8) и (9) и их детектирования фазовым детектором 22 на его выходе постоянное напряжение будет изменяться пропорционально групповому времени запаздывания, которое определяется по формуле

+

cos(Qzt

Wz

«ЗД

(5)

;

е

о

10

Л .«illH-L

t( 2Q2

Во втором положении коммутатора 15 на два положения на первый вход фазового детектора 22 подается напряжение с выхода смесителя 14, которое с учетом фазового сдвига Ц/е , вносимого четвертым фильтром 16 нижних частот, выражается формулой .

u,a(t) и cos (о t +q, -cf, + .„(- ,„,, „ft ,nl

25

30

35

40

о ,

45

50

55

-V,

+ Ч +

20

.л tf.-lfz д t -

f-d.i4jL ЧлгУ&

2

(Ю) гдеLP4- фазовый сдвиг, вносимый

фильтром 16,

Сравнение напряжений (9) и (10) позволяет получить на выходе фазового детектора 22 постоянное напряжение, изменяющееся пропорционально разности группового времени запаздывания исследуемого четырехполюсника

101 fJ-vi с

Тй7 L

При периодическом переключении коммутатора 15 с помощью импульсов, поступающих с выхода коммутирующего генератора 17, на выходе фазового детектора 22 помимо постоянной составляющей напряжения в каждый полупериод коммутации формируется переменное напряжение частоты коммутации, ампли туда которого также изменяется пропорционально групповому времени зайаз- дывания. Переменное напряжение частоты коммутации на выходе фазового детектора 22 выделяется селективным усилителем 23 и поступает на первый вход синхронного детектора 24, второй вход которого подключен к выходу коммутирующего генератора 17. Амплитуда выходного напряжения синхронного де- . тектора 24 изменяется в первый полупериод коммутации пропорционально групповому времени запаздывания исследуемого четырехполюсника, а во второй полупериод пропорционально его разности и измеряется индикатором 25, в качестве которого используется цифровой вольтметр с высокой разрешающей способностью.

Применение в предложенном измерителе двух модулирующих частот позволяет расширить область его применения за счет измерения не только группового времени запаздывания, но и его неравномерности, причем при измерении группового времени запыздывания раз- решающая способность сохраняется такой же, как и в прототипе, а при измерении неравномерности она возрастает пропорционально соотношению моду- лирующих частот. Поскольку оптималь- ным является соотношение модулирующих частот, равное двум, то разрешающая способность измерения неравномерности группового времени запаздывания возрастает в два раза и составляет +0,5 мкс .

Формула изобретения

Измеритель группового времени за- паздывания, содержащий генератор высокой частоты, выходом подключенный к первому входу модулятора, модулирующий генератор, входную и выходную клеммы для подключения исследуемого четырехполюсника, амплитудный детектор, входом подключенный к выходной клемме, а выходом - к входу первого фильтра нижних частот, второй фильтр нижних частот, фазовый детектор и индикатор, отличающийся тем, что, с целью повышения разрешающей способности измерения неравномерности группового времени запаздывания и расширения области применения, в него введены делитель частоты, на т, дополнительный делитель частоты на п, пять фильтров нижних частот, сумматор, широкополосный усилитель с автоматической регулировкой усиления, смеситель, коммутатор, коммутирующий генератор, два усилителя-ограничителя, селективный усилитель на частоту коммутации и синхронный детектор, причем делитель частоты на га входом подключен к выходу модулирующего генератора, а выходом через третий фильтр нижних частот - к первому входу сумматора, вход дополнительного делителя частоты на п подключен к выходу делителя частоты на т, выход дополнительного делителя частоты на п через четвертый фильтр нижних частот подключен к второму входу сумматора, выходом подключенного к второму входу модулятора, выход которого через широкополосный усилитель с автоматической регулировкой усиления подключен к входной клемме для подключения исследуемого четырехполюсника, второй фильтр нижних частот входом подключен к выходу амплитудного детектора, а выходом - к первому входу смесителя, выход первого фильтра нижних частот подключен к первому входу коммутатора и к второму входу смесителя, выход которого через пятый фильтр нижних частот подключен к второму входу коммутатора, управляемый вход которого подключен к выходу коммутирующего генератора, выход коммутатора через последовательно соединенные первый усилитель-ограничитель и шестой фильтр нижних частот подключен к первому входу фазового детектора, выход четвертого фильтра нижних частот через последовательно соединенные второй усилитель-ограничитель и седьмой фильтр нижних частот подключен к второму входу фазово о детектора, выходом подключенного через селективный усилитель на частоту коммутации к первому входу синхронного детектора, второй вход которого подключен к выходу коммутирующего генератора, а выход синхронного детектора подключен к индикатору„

h

U 5J

Редактор М.Циткина

Составитель М.Катанова

Техред С.Мигунова Корректор Н.Король

Заказ 927

Тираж 411

ВНИИПИ Государственного комитета по изобретениям и открытиям при ГКНТ СССР 113035, Москва, Ж-35, Раушская наб., д. 4/5

Подписное