Способ измерения времени задержки и его дисперсии в ультразвуковой линии задержки Советский патент 1981 года по МПК H03H9/30 

Изобретение относится к радиоэлектронике и может быть использовано в ультразвуковой технике при измерениях группового и фазового времени задержки ультразвуковых линий задержки (УЛЗ).. Оно является усовершенствованием известного способа, описанного в авт. св. 792546 по заявке №2704390/18-23. В основном авт. св. описан способ измерения времени задержки и его дис персии в УЛЗ, при котором измеряют разность фаз между входным и выходным радиоимпульсами со стабильной фазой заполнения по отношению к огибающей, причем минимизируют набег разности фаз между совмещенными во времени радиоимпульсами на входе и выходе УЛЗ, изменяя частоту заполнения и разность фаз между двумя импульсами в периодической последовательности пар радиоимпульсов, при этом время задержки определяют по интервалу вре мени между импульсами в одной паре, а дисперсию времени задержки - по приращению этого интервгша при изменении частоты 1 . Недостатком этого способа является малый дигшазон измеряемых величии времени задержки и дисперсии, так ка уменьшение времени задержки приводит к необходимости дополнительно таби-. лизировать фазу заполнения второго радиоимпульса в паре. В отсутствие дополнительной стабилизации фазы переходный процесс, соответствующий заднему фронту первого импульса,влияет на стабилизйцию фазы второго импульса, которая должна быть независимой от стабилизации фазы первого импульса. Паразитная стабилизация фазы проявляется в том, что в условиях минимизации набега разности фаз между совпадающими во времени радиоимпульсами на входе и выходе УЛЗ при изменении частоты указанная разность фаз изменяется по гармоническому закону с периодом, обратным величине измеряемого времени задержки. Цель изобретения - расширение нижнего предела диапазона измеряемых величин. Это достигается тем, что в спосо- ; бе измерения времени задержки и его дисперсии в УЛЗ по авт. св. 792546 демпфируют колебания переходного процесса в интервале времени между первым и вторым «мпульсами пары до устранения периодического колебания разности фаз между задержанным и незадержанным импульсами.

На чертеже показана блок-схема установки для измерения времени задержки и его дисперсии в УЛЗ.

В состав установки входят: генератор задержки измерителя временных интервалов 1, суммирующее устройство 2, импульсный модулятор 3, генератор радиоимпульсов 4, измеряемая УЛЗ 5, аттенюатор 6, сумматор 7,ос-, циллограф 8, демпфирующее устройство.9. Импульсный модулятор 3 состоит из трех блок-генераторов ударного модулирующего и стробирующего имПульсов - Ю, 11, 12.

После суммирования в устройстве 2 запускающего и задержанного импульсов, снимаемых с генератора задержки сигнал поступает на запуск импульсног.о модулятора 3. Эти импульсы используются для формирования в генераторе 4 испытательного сигнала в виде последовательности пар идентичных между собой радиоимпульсов. Демпфи-. рующее устройство 9, подключаемое к генератору 4, осуществляет демпфирование паразитных колебаний, соответствующих переходному процессу после первого импульса в интервале времени между первым и вторым радиоимпульсами в паре. Демпфирование колебаний можно проводить по любому известному способу, например последовательны включением в контур задающего генератора радиоимпульсов двух навстречу включенных импульсных диодов. Испытательный сигнал по двум каналам, через УЛЗ 5 и аттенюатор 6, поступает на общую нагрузку в сумматор 7.Инверсия фазы в сумматоре 7 и регулировка амплитуды осуществляется в ка, нале незадержанного сигнала. Суммарный сигнал усиливается и контролируется визуально на экране осциллографа 8 -Таким образом,последовательность радиоимпульсов формируется при помощи генератора радиоимпульсов 4,обеспечивающего стабилизацию начальной фазы заполнения, демпфирующего устройства и генератора задержки измерителя временных интервалов 1. в этом случае генератор задержки 1 выполняет роль задерживающего устройства, с выхода которого на запуск генератора поступают пары импульсов, интервал между которыми может быть установлен с высокой точностью. В результате этого сиг.нал на выходе генератора 4 представляет собой последовательность периодических пар радиоимпульсов, стабилизированных по начальной фазе заполнения.

Последнее позволяет реализовать в измерительной системе идеальную задержку второго (опорного) импульса в пара по отношению к предшествующему ему во времени,равную интервалу времени между ними. Сравнение по фазе опорного и задержанного радиоимпульсов с равными амплитудами осуществляется путем их суммирования в противофазе. Контролируя- минимальную амплитуду суммарного импульса, можно установить разность фаз между радиоимпульсами с точностью до целого числа JT . Критерием минимизации разности между идеальной и реальной задержками испытательного сигнала является минимальный сдвиг по фазе между опорным и задержанным импульсами при изменении частоты.

Примером использования предлагаемого способа может служить измерение дисперсии времени задержки УЛЗ волноводного типа с ленточным звукопроводом. Объектом измерений является УЛЗ с групповым временем задержки порядка 350-1500 МКС/ работающие в диапазоне частот от 4 МГц до 12МГц. Спектр испытательного сигнала (с длительностью радиоимпульсов, достигающей 300 мкс) занимает не более 1,5% работающего диапазона частот УЛЗ,что позволяет передать его через УЛЗ с минимальными искажениями.

Предлагаемый способ измерения времени задержки и его- дисперсии устраняет неоднозначность выбора отсчетной точки высокочастотного заполнения задержанного радиоимпульса и обеспечивает непосредственное измерение дисперсии времени задержки в широком диапазоне измеряемых величин времени задержки.

Формула изобретения

Способ измерения времени задержки и его дисперсии в ультразвуковой линии задержки по авторскому свидетельству № 792546, отличающий с я тем, что, с целью расширения нижнего предела измеряемых величин, до минимизации разности фаз демпфируют колебания переходного процесса в интервале времени между первым и вторым импульсами пары до устранения периодического колебания разности фаз между задержанным и незадержанным импульсами.

Источники информации, принятые во внимание при экспертизе

1. Авторское свидетельство СССР 792546 по заявке № 2704390/18-23, кл. Н 03 Н 9/30, 1978.