ИЗМЕРЕНИЯ ГРУППОВОГО ВРЕМЕНИ Советский патент 1969 года по МПК G04F10/06 

Настоящее изобретение предназначается для измерения группового времени запаздывания в различных устройствах, в частности, оно может быть использовано для снятия зависимости группового времени запаздывания от частоты дисперсионных линий задержки (дисперсионных характеристик).

Известны устройства для измерения дисперсионных характеристик, основанные на методе Иайквиста. Однако измерение группового времени дисперсионных ультразвуковых линий задержки устройствами по методу Пайквиста приводит к ногрешностям. Эти погрешности обусловлены тем, что на вход измерительного устройства наряду с полезным задержанным сигналом нроходит прямой незадержанный сигнал, нричем амплитуда прямого сигнала может составлять 0,1-0,5 от задерлсанного и зависит от размеров, затухания и конструктивного выполнения дисперсионной ультразвуковой линии задержки и усилителя, корректирующего ее амплитудно-частотную характеристику.

Предложенное устройство отличается тем, что выход фазового детектора подсоединен к управляемому по частоте генератору модулирующей частоты, а выход последнего подключен к измерителю длительности периодов. Это повышает точность и одновременно позволяет автоматизировать процесс измерения.

На чертеже представлена блок-схема устройства.

Работает устройство следующим образом. На вход балансного смесителя / подается низкочастотное напрял;ение генератора 2 и высокочастотное напряжение генератора 3. С помощью балансного смесителя 1 подавляется несушая частота, и на его выходе формируется двухчастотный сигнал.

Этот сигнал подается на вход дисперсионной линии 4 задержки и на детектор 5, который выделяет огибающую двухчастотного сигнала. С помощью фильтра 6 выделяется первая гармоника огибающей, которая поступает

на вход фазового детектора 7.

Двухчастотный сигнал с выхода дисперсионной линии 4 задержки постунает на детектор 8, который выделяет его огибающую. Фильтр 9 настроен на первую гармонику огибающей.

С выхода фильтра первая гармоника огибающей ностунает на другой вход фазового детектора 7.

Частотомер 10 служит для измерения средней частоты двухчастотного сигнала.

Если частота генератора 2 выбрана таким образом, что на данной средней частоте двухчастотного сигнала групповое время запаздывания дисперсионной линии задержки кратно разностной частоте, то разность фаз первых

тектора 7 равна нулю. При этом напряжение на выходе фазового детектора 7 также равно нулю. В этом случае интерференция задержанного и прямого сигналов на выходе дисперсиопной линии 4 задержки не смещает фазу огибающей задержанного сигнала. Групповое время запаздывания определяется по формуле

Т :,у(ы).Т((л),

где п - количество периодов разностной частоты, со - разностная частота, Т - длительность периода разностной частоты. При фиксированном л групповое время запаздывания пропорционально длительности периода разностной частоты. По шкале измерителя II длительности периода отсчитывается групповое время запаздывания.

С изменением средней частоты сигнала изменяется и групповое время запаздывания. На выходе детектора 7 появляется управляющее напряжение, пропорциональное разности фаз огибающих, которое управляет частотой генератора 2 так, чтобы разность фаз огибающих вновь стала равной нулю. При этом групповое Бремя запаздывания линии равно п периодам разностной частоты.

В предложенном устройстве разность фаз огибающих в -процессе измерений равна нулю. Это уменьшает дополнительное смещение огибающей на выходе линии за счет прямого сигнала, так как прямой и задержанный сигналы (их огибающие) суммируются в фазе. Благодаря тому, что измерение разности фаз происходит в пределах малых углов, а не во всем возможном диапазоне значений (), как это будет при фиксированной длительности огибающей, возрастает точность измерения группового времени.

Включение обратной связи с выхода фазового детектора 7 на генератор 2 модулирующей частоты позволяет автоматически поддерживать разность фаз ца входе фазового детектора равной нулю, что упрощает процесс измерения. В качестве измерителя 11 периодов удобно применить электронно четный частотомер.

Предмет изобретения

Устройство для измерения группового времени запаздывания, содержащее генератор несущей частоты, генератор модулирующей частоты, смеситель, детекторы, фильтры и фазовый детектор, отличающееся тем, что, с целью повыщения точности при одновременной автоматизации процесса измерения, выход фазового детектора подсоединен к управляемому по частоте генератору модулирующей частоты, а выход последнего подключен к измерителю длительности периодов.