УСТРОЙСТВО ДЛЯ ИЗМЕРЕНИЯ СЛУЧАЙНОЙ СОСТАВЛЯЮЩЕЙ НЕРАВНОМЕРНОСТИ ФАЗО-ЧАСТОТНОЙ ХАРАКТЕРИСТИКИ Советский патент 1973 года по МПК H04B3/46 

1

Известны устройства для измерения случайной составляющей неравномерности фазочастотной характеристики канала, состоящие из передающей части, содержащей высокостабильный задающий генератор и формирователь двух когерентных колебаний различных частот, и приемной чаоти в виде анализатора, содержащего фазоизмеритель, формирователь опорного напряжения и блок регистрации.

Цель изобретения - повышение точности измерений и устранение фазовых сдвигов. Достигается она тем, что в предлагаемом устройстве выход приемника подклю1чен ко входу выделителя минимумов огибающей биений, выход которого подключен к одному из входов триггера привязки, выход которого подключен одновременно к одному из входов дополнительного узла дискретной автоподстройки фазы и ко входу фазоизмерителя, а выход последнего .подключен к блоку регистрации данных. При этом выход высокостабильного задающего генератора приемной части через делитель частоты подключен к другому входу узла дискретной автоподстройки фазы. В узле дискретной автоподстройки фазы выход фазового дискриминатора подключен через схему добавления и исключения импульсов ко входу управляемого делителя, выход которого подключен КО второму входу фазового дискриминатора.

На фиг. 1 представлена блок-схема предлагаемого устройства; фиг. 2 и 3 поясняют работу фазоизмерителя. К передатчику / подключен выход передающей чаюти 2 устройства, которая содержит высокостабильный задающий генератор 3 и формирователь 4.

Приемная часть устройства выполнена в виде анализатора 5, вход которого подключен к выходу приемника 6. Анализатор состоит из выделителя минимумов огибающей биений 7, подключенного к триггеру привязки 8, формирователя опорного напряжения, содержащего высокостабильный задающий генера-.

тор 9, делитель частоты 10 с переменным коэффициентом деления и узел // дискретной автоподстройки фазы, фазоизмерителя 12 - Многопозиционного дискретного фазового дискриминатора и блока регистрации данных

13. Выделитель минимумом огибающей включает в себя детектор огибающей М, дифференциатор 15, усилитель-ограничитель 16 и нульортан 17, в качестве которого использован триггер Шмитта. Узел // дискретной автоподстройки фазы состоит из фазового дискриминатора 18, схемы 19 добавления и исключения импульсов и управляемого делителя, содержащего делитель частоты 20 и.делитель частоты 21. Фазоизмеритель 12 содержит делитель частоты 21 и дещифратор 22.

Делитель частоты 21 содержит щепь последовательно соединенных статических триггеров 23 (фиг. 2).

На передающей стороне канала формирователь 4 создает из напряжения вьгсокостабильного задающего генератора 3 пару когерентных синусоидальных колебаний с частотами f и f+Д/. Значение Af может изменяться при помощи переключателя. Передатчик 1 с помощью передающей антенны излучает два колебания:

(f, + f)2.-: + ,a и

/,„8т(Го + Г + ЛГ)2и + ср„|,

где fo - частота несущей; фо1 и фо2 - начальные фазы исходных колебаний.

ПриемНИк 6 на своем выходе выделяет сумму двух колебаний - напряжение биений:

f/б (t) U{ sin If-2 (t - t + f „, - «ul + + sin I(f + A/) 21. (t - t) + cpo, - TE2),

где t - время прохождения сигнала через

канал;

е, и Ф г-случайные составляющие фаз, обусловленные влиянием канала 1C переменными параметрами на переданный сигнал.

Огибающая биений после детектирования равна:

/„ (f) - Ш cos Гд/т: (t - t} +

-11

Р02 -TOI fu -j9I

Фаза /02(0 содержит случайную составляющую разности фаз колебаний. Для выделения случайной составляющей разности фаз необходимо сравнить фазу f/o2(0 с фазой опорного Напряжения. С этой целью принятый сигнал подают на вход выделителя минимумов огибающей биений 7, где детектором огибающей 14 выделяется, например, верхняя огибающая биений, частота минимальных значений которой равна Af. Затем напряжение огибающей проходит через дифференциатор /5, усилитель-ограничитель 1В и подается на нуль-орган П, на выходе которого образуется последовательность прямоугольных импульсов с частотой А/, положение определенных фронтов которых (например, отрицательных) совпадает по времени с минимальными значениями Uo2(t}Последовательность импульсов с выхода выделителя минимумов огибающей биений 7 подается на одия из входов триггера привязки 8, на другой вход которого попадает напряжение с выхода высокостабильного задающего генератора 9, представляющее .собой .последовательность прямоугольных импульсов с 4at-. тотой far Af. Триггер привязки формирует на своем выходе последовательность прямоугольных импульсов с частотой Af, определенные фронты которых (например, отрицательные) совпадают ino времени с соответствующими отрицательными фронтами импульсов с выхода задающего генератора 9. Совпадение фронтов необходимо для более четкой работы фазоизмерителя i2. С выхода триггера привязки 8 импульсы подаются на дешифратор 22 фазоизмерителя 12 и на один из входов фазового дискриминатора 18, являющегося

частью узла 11 дискретной автоподстройки фазы, работа которого достаточно по.дрО|бно описана в литературе. Следует только сказать, что опорный сигнал, образованный генератором 9, пройдя делитель частоты 10 с переменным коэффициентом деления, схему 19 добавления и исключения имлульсов и делители частоты 20 и 21, подается на другой вход фазового дискриминатора 18 для сравнения по фазе с принятым сигналом. Таким образом,

в делителе частоты 21 формируется опорное напряжение, подстроенное -по фазе под принятый сигнал с точностью до случайных фазовых сдвигов, которые являются результатом воздействия канала на переданный сигнал.

Постоянная времени узла дискретной автоподстройки фазы выбрана так, что она отслеживает только сравнительно медленные фазовые сдвиги между принятым и опорным сигналами, а на болеебыстрые сдвиги, обусловленные

воздействием канала на переданный сигнал, в силу своей инерционности не реагирует, создавая .таким образом условия для их измерения. Более подробно образование опорного напряжения в делителе частоты можно объяснить, пользуясь фиг. 2 и 3. Делитель частоты 21 представляет собой п-разрядный двоичный счетчик, каждый из разрядов которого выполнен на статическом триггере 23 (фиг. 2).

Для определенности на чертеже представлено пять разрядов, следовательно, коэффициент деления равен 2 32, а в общем случае он равен 2. Выход каждого триггера подключен к дешифратору 22. На эпюре б (фиг. 3) изображена форма напряжения на входе делителя частоты, а на эпюрах в - ж - на соответствующих его выходах. Поскольку любой из триггеров делителя частоты имеет два равновозможных устойчивых состояния, сочетание

полярностей напряжений на определенных выходах триггеров каждый .раз меняется через интервал времени т, равный периоду входного напряжения делителя частоты, повторяясь через время , равное периоду следования

импульсов с выхода триггера привязки 8. Таким образом, период напряжения на выходе последнего триггера можно разбить на 2 зон (на фиг. 3 таких зон три). Каждой зоне соответствует вполне определенное сочетание полярностей напряжений на выходах делителя частоты. Импульс с выхода триггера привязки 8 подается с помощью дешифратора 22 на счетчик блока регистрации данных 23, соответствующий определенной фазе. Так, например, если импульс с выхода триггера .5 появляется в седьмой зоне (фйг. 3, эпюра а), с выхода дешифратора импульс попадает на счетчик, который фимсирует фазовые отклонения от 7--, т. е. от 67,5до 78,5°. о Oib Если же импульс с выхода триггера 8 появляется в первой или тридцать второй зоне, срабатывают счетчики, фиксирующие отклонения от О до 11,25 или от О до -11,25° соответственно. Таким Образом непрерьгвио фиксируются фазовые отклонения принятого сигнала относительно опорного Напряжения, обусловленные воздействием среды с переменнымИ параметрами на переданный сигнал. Очевидно, разрешающая способность устройства равна 2- 360° и в прин1ципе может быть сколь угодно высокой. Предмет изобретения I. Устройство для измерения случайной составляющей неравномерности фазо-частотной характеристики канала, состоящее из передающей части, содержащей высокостабильный задающий генератор и формирователь двух когерентных колебаний различных частот. и приемной части в виде анализатО|ра, содержащего фазоизмеритель, формирователь оиорно:го напряжения и блок регистрации, триггер привязки, делитель частоты, высокостабильный задающий генератор, отличающееся тем, что, с целью повышения точности измерения и устранения фазовых сдвигов, выход приемника подключен ко входу выделителя минимумов огибающей биений, выход которого подключен к одному из входов тр.итге,ра привязки, выход которого подсоединен одновременно к одному из входов дополнительного узла дискретной автоподстройки фазы и ко входу фазоизмерителя, а выход последнего подключен к блоку регистрации данных, при этом выход Бысокостабильното задающего генератора приемной части через делитель частоты подключен к другому входу узла дискретной автоподстройК|И фазы. 2. Устройство по 1П. 1, отличающееся тем, что в узле дискретной автоподстройки фазы выход фазового дискриминатора подключен через схему добавления и исключения импульсов ко входу управляемого делителя, выход которого подключен ко второму входу фазового дискриминатора.

,, JII

, „ IIfO

..,,,, . --.;-:чЬ..А /0

1

23