Устройство умножения флуктуаций времени задержки синусоидальных сигналов Советский патент 1981 года по МПК G01R25/04 

(54) УСТРОЙСТВО УМНОЖЕНИЯ ФЛУКТУАЦИИ ВРЕМЕНИ ЗАДЕРЖКИ СИНУСОИДАЛЬНЫХ СИГНАЛОВ

1

Изобретение относится к радиоизмерительной технике и может быть ис-. пользовано для исследования нестабильности фазы и частоты кварцевых генераторов синтезаторов частот и синхронизированных генераторов.

Известно устройство умножения флуктуации времени задержки синусоидальных сигналов, содержащее два канала преобразования сигнала, каждый из которых состоит из смесителя фильтра и формирователя, и управляемый фазовращатель, установленный на входе первого канала 1.

Управляемый фазовращатель позволяет скомпенсировать начальный сдвиг фазы F на входе устройства между сигналами от опорного и исследуемого генераторов с частотой f и устранить влияние шумов от общего гетеродина с частотой fp+F, где F - разностная частота 1 .

Недостатками известного устройства являются конструктивная сложность, отсутствие возможности компеЛ сации задержки в широком диапазоне частот исследуемых сигналов. Кроме того введение фазовращателя нарушает симметрию каналов, что вызывает увеличение температурной нестабильности

из-за различия температурных коэффициентов нижней и верхней ветвей устройства.

Наиболее.близким техническим решением к предлагаемому является устройство умножения флуктуацией времени задержки синусоидальных сигналов, состоящее из двух идентичных каналов, каждый из которых содержит выходной

10 формирователь и последовательно соединенные фильтр и смеситель, первый вход которого соединен с одной из шин опорного сигнала, а вторые входы смесителей подключены к.шине исследуемо15го сигнала 2 .

Недостатком этого устройства является узкий частотный диапазон.

Цель изобретения-расширение частотного диапазона.

20

Поставленная цель достигается тем, что в устройство умножения флуктуации времени задержки синусоидальных сигналов, состоящее из двух идентичных каналов, каждый из которых содер25жит выходной формирователь и после.довательно соединенные фильтр и смеситель, первый вход которого соединен с одной из шин опорного сигнала а вторые входы смесителей подключены к 30 шине исследуемого сигнала, введен генератор управляющего сигнала с фазоинвертором на его выходе, а в каждый из каналов введен компенсатор задержки, включенный между выходом фильтра и входом выходного формирователя, причем вторые входы компенса торов задержки подключены к выходам фазоинвертора. На чертеже представлена блок-схем устройства. Схема устройства содержит два идентичных канала 1 и 2, каждый из которых состоит из последовательно соединенных смесителя 3, фильтра 4, компенсатора задержки 5 и формирователя 6, а также генератор управляюще го сигнала 7, соединенный с входом фазоинвертора 8. Выход формирователя 6 является выходом устройства. Выходы фазоинвертора 8 соединены со входами управления компенсаторов задерж ки 5. Устройство работает следующим образом. На вход канала 1 поступает опор- ный синусоидальный сигнал с частотой а на вход канала 2 поступав исследуемый синусоидальный сигнал с частотой fр, задержанный на величину S-to+At,где to- начальная задержка; ut - флуктуации задержки. На входы смесителей 3 обоих каналов поступает сигнал от общего гетер дина с частотой fjj+F. Выходные сигна лы смесителей 3 поступают на входы фильтров 4, где выделяется сигнал разностной частоты. Синусоидальные сигналы разностной частоты F поступа ют на компенсаторы задержки 5. Компенсатор задержки 5 представляет собой устройство, изменякмцее момент формирования фронта выходного импуль сного сигнала из входного синусоидал ного сигнала при воздействии на вход управления управляющего сигнала. Момену времени формирования фронта изменяется прямо пропорционально вели чине управляющего.сигнала. Управляющий сигнал вырабатывается генератором 7 и поступает на 4)азоинвертор 8 Один из выходных сигналов фазоин-. вертора 8 поступает на вход управления компенсатора 5 канала 1, а проти вофазный выходной сигнал фазоинверто ра 8 поступает на вход управления компенсатора 5 канала 2. Выходной сигнал компенсаторов 5 поступает на .формирователи 6, где формируются вы ходные импульсные сигналы с характе ристиками, необходимыми для работы. Выходной сигнал канала 1 предназнач для подачи на вход Старт измери ля временных интервалов, а выходной сигнал канала 2 для подачи на вход Стоп измерителя (на чертеже не показан). При постоянном сигнале уп равления на входах компенсаторов 5 (флуктуации интервала времени между импульсами на выходах каналов 1 и 2 равны N , где N . Это позво- ляет точно измерить малые флуктуации задержки, фазы и частоты сигналов на входах каналов 1 и 2. Устройство действует таким образом, что при нулевой начальной задержке опорного и исследуемого сигналов и при нулевом управляющем сигнале импульсы на выходах каналов 1 и 2 появляются одновременно. Если начальная задержка не равна нулю, то путем изменения управляющего сигнала добиваются уменьшения интервала между импульсами каналов 1 и 2 до величины много меньшей времени корреляции шумов гетеродина. При зтом исключается влияние шумов гетеродина на погрешность измерения флуктуации задержки ut. Включение компенсирующего элемента не в высокочастотном входном тракте, а в низкочастотном тракте разностной частоты облегчает требования к широкополостности компенсатора, позволяет упростить конструкцию компенсатора по сравнению с регулируемой СЕЧ линией задержки в известном устройстве. Диапазон рабочих входных частот определяется при этом только смесителями и легко расширяется до сотен .мегагерц. Включение компенсирующих элементов симметрично в оба канала преобразования уменьшает необходимый диапазон компенсации каждого компенсатора задержки и уменьшает температурную нестабильность умножителя флуктуации задержки, связанную с изменением параметров элементов умножителя. Наличие генератора управляющего сигнала 7 и фазоинвертора 8 позволяет вручную или автоматически скомпенсировать начальную задержку и систематическое изменение задержки между сигналами на входах каналов 1 и 2. Формула изобретения Устройство умножения флуктуации времени задержки синусоидальных сигналов, состоящее из двух идентичных каналов, каждый из которых содержит выходной формирователь и последовательно соединенные фильтр и смеситель, первый вход которого соединен с одной из шин опорного сигнала, а вторые входы смесителей подключены к шине исследуемого сигнала, от ли ч а ющ а е с я тем, что, с целью расширения частотного диапазона, в него введен генератор управляющего сигнала с фазоинвертором, на его выходе, а в каждый из каналов введен компенсатор задержки, включенный между выходом фильтра и входом выходного формирователя, причем вторые входы компенсаторов задержки подключены к ыходам фазоинвертора.

Источники информации, принятые во внимание при экспертизе 1.Аллан Д. Система измерения пикрсекундной разности времени. Труды

29-го cимпoзиvмa по контролю частоты. США, 1975.

2. Время и частота. Под. ред. Блейра. Национальное бюро стандартов США. Монография, 140, 1974 (прототип).

KOHOfl Я