Измеритель группового времени запаздывания четырехполюсников Советский патент 1992 года по МПК G01R35/00 

Одновременно выходное напряжение усилителя 5 с автоматической регулировкой усиления подается через последовательно подключенные к нему третни блок 14 сдвига частоты на вход второго амплитудного детектора 15( на выходе которого с помощью третьего фильтра 16 нижних частот также выделяется огибающая напряжения, которое проходит через последовательно включенные второй усилитель-ограничитель 17, четвертый фильтр 18 нижних частот и п-ервый калиброванный фаэовращатель 19 на второй вход фазового детектора 13. Это напряжение описывается выражением

U7(t)

(7)

,7VL, - Um|Umzcos(ftt + ),

где . суммарный фазовый сдвиг, вносимый функциональными узлами опорного канала. В результате сравнения по фазе в фазовом детекторе 13 напряжений, опи .сываемых выражениями (6) и (7), на его выходе возникает постоянное напряжение, изменяющееся пропорционально групповому времени запаздывания, которое измеряется индикатором 20

У г

2

го

С помощью первого калиброванного фазовращателя 19, находящегося в нулевом положении, сдвигают фазу напри- 35 ты на его выходе происходит сдвиг

/ /,

сдвигов, вноспмьг следуемым четырех люсником на часто Q- Q + Т, и СО Q + Q, соответствен За счет встречного включения у равляющих цепей блока 7 сдвига ча

жения, описываемого выражением до получения нулевого значения выходного напряжения фазового детектора 13. Затем замыкают кпюч 22, и напряжение частоты Q с выхода низкочастотного генератора 23 подается на . вход фазорасщепителя 21, выходные напряжения которого подаются на управляющие цепи первого 4, второго 7 и третьего 14 блоков сдвига частоты, в качестве которых могут быть использованы оцнополосные модуляторы на основе балансных смесителей, питаемых по высокой и низкой частотам квадратурным напряжением, а также индукционные или емкостные фазовращатели с непрерывно вращающимися роторами. Измене1-; ние знака сдвига частоты в модуляторах осуществляется изменением порядка чередования фаз, а в индукционных или скксстных флзо р-и;атсл,1.ч - млирлпле- нием вращения магнитны или электрических полей, которые выбирают противоположными.

40

спектральных составляющих сигнала описываемого выражением (9), и пр воположную сторону и восстановлен их первоначальных значений, с пер сом дополнительновнесенных фазовы сдвигов &(0 и Д(|7г на огибающую

ДЦ,+ДС,п

Vе

ип,,ип,2С05 45

xcos (Qt

, -Д1рг

(10)

50

55

После детектирования напряжения описываемого выражением (10), с по мощью первого амплитудного детекто 8 на его выходе фильтром 9 нижних частот выделяется напряжение огиба щей

г)ш(

u,t(t) un,,unicos(a{+

Из выражения (11) следует, что огибающая испытательного сигнала з счет сдвига частоты его спектральн

10

15

20

25

Так как управляющие цепи блока 4 сдвига частоты включены встречно по отношению к управляющим цепям блоков 7 и 14 сдвига частоты, то на выходе блока 4 сдвига частоты формируется испытательный сигнал, спектральные составляющие которого получают приращение частоты на величину

Ug(t) ( +S()t,

+ cos(w + а + Q, )t. (s)

После прохождения сигнала, описываемого выражением (8), через исследуемый четырехполюсник 6 напряжение на его выходе описывается выражением

и,(0 (,)t- ЛСр, ч cos(CO + tt +Q,)t -

ю +

ДЧ, -

иА2

cos

cosfrjt

30

35 ты на его выходе происходит сдвиг

),(9)

где ДС(( и - приращения фазовых

сдвигов, вноспмьг не-- следуемым четырехпо- люсником на частотах Q- Q + Т, и СО Q + + Q, соответственно. За счет встречного включения управляющих цепей блока 7 сдвига часто0

спектральных составляющих сигнала, описываемого выражением (9), и противоположную сторону и восстановление их первоначальных значений, с переносом дополнительновнесенных фазовых сдвигов &(0 и Д(|7г на огибающую

ДЦ,+ДС,пг

Vе

ип,,ип,2С05 О

45

xcos (Qt

, -Д1рг

(10)

После детектирования напряжения, описываемого выражением (10), с помощью первого амплитудного детектора 8 на его выходе фильтром 9 нижних частот выделяется напряжение огибающей

г)ш(п)

u,t(t) un,,unicos(a{+

Из выражения (11) следует, что ч огибающая испытательного сигнала за счет сдвига частоты его спектральных

составляющих на величину Qt при прохождении его через исследуемый четырехполюсник 6 получила дополнительны;1 фазовый сдвиг на величину

4lf, -Мл

п

л

г

В опорном канапе с помощью блока 14 сдвига частоты также происходят сдвиг спектральных составляющих сигнала, описываемого выражением (8), на неличину С7,в противоположную сторону и восстановление его первона

большой неравномерностью амплитудно- частотной характеристики за счет формирования испытательного сигнала, при котором детектирование испытательного сигнала осуществляется на одной стабильной частоте, что исключает дополнительные частотные погрешности, вносимые амплитудными детекторами в измерительном и опорном каналах, а поэтому паразитный фазовый сдвиг, вносимый амплитудными детекторами в огибающие, постоянен. Кроме того, идентичность функциональных узлов измерк

чального значения, поэтому выделенная jj тельного и опорного каналов измеритена его выходе огибающая напряжения описывается выражением (7).

С помощью второго калибропенного фазовращателя 12 осуществляется восстановление первоначального нулевого значения выходного напряжения фазового детектора 13, путем сдвига напряжения огибающей, описываемого выражением (11), на регистрируемый угол Л /

и,г(0 U U cosCflt + - -f-7 -&q о. (i2)

из выражения (12) следует, что регистрируемый фазовый сллиг UCf связан со сдвигом частоты ft. спектральных составляющих испытательного сигнала, описываемого выражением (9), и групповым временем запаздывания выражением

Alf-fl,

Таким образом., искомое значение ч;Гр определяется по формуле

л№ «,

20

25

30

35

-гр .

ТР

(13;

40

ля обеспечивает равенство их суммарных дополнительных фазовых сдвигов, что позволяет уменьшить относительную погрешность измерения группового времени запаздывания.

Формула изобретения

Измеритель группового времени за- паздыпания четырехполюсников, содержащий генератор несущей частоты, выходом соединенный с одним входом балансного модулятора, генератор модулирующей частоты, усилитель с автоматической регулировкой усиления, выход которого соединен с клеммой дл подключения исследуемого четырехполюсника, последовательно соединенные первый амплитудный детектор, первый фильтр низкой частоты, первый усилитель-ограничитель и второй фильтр лизкон частоты, последовательно сое- пиненные третий фильтр низкой частоты, второй усилитель-ограничитель и четвертый фильтр низкой частоты, а также вторую клемму для подключения исследуемого четырехполюсника, фазовый детектор, нндгкатоп и низкочастотный генератор, отличающийся тем, что, с целью повышения точности измерения группового вре мени запаздывания -четырехполюсников, в него введены три блока сдвига частоты, ключ, фазорасщепитель, второй

Изменяя частоты сдвига ft низкочастотного генератора 23 в полосе пропускания исследуемого уэкополосно- 45 го четырехполюсника 6, можно вычислить по формуле (13) значения ЈГр и построить частотную характеристику группового времени запаздывания.

Если второй калиброванный фазовра- 50 амплитудный детектор и два калибро- щатель 12 проградуировать в единицахванных фазовращателя, при этом выход

Измеритель группового времени за- паздыпания четырехполюсников, содержащий генератор несущей частоты, выходом соединенный с одним входом балансного модулятора, генератор модулирующей частоты, усилитель с автоматической регулировкой усиления, выход которого соединен с клеммой дл подключения исследуемого четырехполюсника, последовательно соединенные первый амплитудный детектор, первый фильтр низкой частоты, первый усилитель-ограничитель и второй фильтр лизкон частоты, последовательно сое- пиненные третий фильтр низкой частоты, второй усилитель-ограничитель и четвертый фильтр низкой частоты, а также вторую клемму для подключения исследуемого четырехполюсника, фазовый детектор, нндгкатоп и низкочастотный генератор, отличающийся тем, что, с целью повышения точности измерения группового вр мени запаздывания -четырехполюсников, в него введены три блока сдвига частоты, ключ, фазорасщепитель, второй

генератора модулирующей частоты соединен с вторым выходом балансного модулятора, выход которого соединен с первым входом первого блока сдвига частоты, выхо том оооли Н :;нс Го с гг-о- дом усилителя с ямттптичс скоП регулировкой усиления, а вторыми входами - с входами второго блока.сдвига

группового времени запаздывания, то отсчет значений можно осуществлять непосредственно по шкале фазогфлщлте- ля.

Предлагаемый нзмерт/т лт. но гравнг- мню с известным позволяет пг.шлгчтъ точность измерения группового времени запаздывания четырехполюсников с

0

5

0

5

0

5

ля обеспечивает равенство их суммарных дополнительных фазовых сдвигов, что позволяет уменьшить относительную погрешность измерения группового времени запаздывания.

Формула изобретения

Измеритель группового времени за- паздыпания четырехполюсников, содержащий генератор несущей частоты, выходом соединенный с одним входом балансного модулятора, генератор модулирующей частоты, усилитель с автоматической регулировкой усиления, выход которого соединен с клеммой дл подключения исследуемого четырехполюсника, последовательно соединенные первый амплитудный детектор, первый фильтр низкой частоты, первый усилитель-ограничитель и второй фильтр лизкон частоты, последовательно сое- пиненные третий фильтр низкой частоты, второй усилитель-ограничитель и четвертый фильтр низкой частоты, а также вторую клемму для подключения исследуемого четырехполюсника, фазовый детектор, нндгкатоп и низкочастотный генератор, отличающийся тем, что, с целью повышения точности измерения группового времени запаздывания -четырехполюсников, в него введены три блока сдвига частоты, ключ, фазорасщепитель, второй

генератора модулирующей частоты соединен с вторым выходом балансного модулятора, выход которого соединен с первым входом первого блока сдвига частоты, выхо том оооли Н :;нс Го с гг-о- дом усилителя с ямттптичс скоП регулировкой усиления, а вторыми входами - с входами второго блока.сдвига

9 1707583 10

частоты и выходами фаяорасщеиителя,первый калиброванный фаэовращлтс. и, другие, выходы которого соединены ссоединен с первым входом фазового до- одними входами третьего блока сдьигатектора, выход которого соединен с частоты, а вход через ключ соединен .входом индикатора, я второй вход че- с выходом низкочастотного генератора,Рез второй калиброванный фазонраща- другой вход третьего блока сдвига .-тель с « ходом четвертого фильтра частоты соединен с первой клеммойнизкой частоты, вторая клемма для для подключения исследуемого четырех-подключения исследуемого четырехпо- полюсника, а выход через второй ам- юлюсника чсРез второй блок сдвига час- плитудный детектор соединен с входомтоты .соединена с входом первого ам- и третьего фильтра низких частот, выходплнтудного детектора. второго фильтра низком частоты через