Измеритель фазовой нестабильности протяженных четырехполюсников Советский патент 1982 года по МПК G01R25/00 

(54) ИЗМЕРИТЕЛЬ ФАЗОВОЙ НЕСТАБИЛЬНОСТИ ПРОТЯЖЕННЫХ ЧЕТЫРЕХПОЛЮСНИКОВ

1

Изобретение относится к фазовым измерениям и может быть использовано в paJ иoтexникe и связи для измерения статистических характеристик фазовых флюктуации каналов nejJeдачи информации.

По основному авт. св. № 815674 известен измеритель фазовой нестабильности протяженных четырехполюсников , содержащий генератор ксследуемого сигнала, зажимы для подключения исследуемого четырехполюсника, последовательно соединенные фазовь1й детектор, фильтр нижних частот и генератор опооного сигнала, а также два синтезатора частоты, смеситель и узел обработки информации, причем вход первого синтезатора частоты подключен к генератору исследуемого сигнала, один из выходов этого синтезатора - к.входному зажиму исследуемого четырехполюсника, а другой выход - через вспомагательную линию связи к одному из входов фазового детектору, вход второго синтезатора частоты подключен к генератору опорного сигнала; один.из выходов этого синтезатора - к одному из входов смесителя, а другой выход - ко второму входу фазового детектора и к

одному из входов узла обработки информации, при этом выходной зажим исследуемого четырехполюсника соединен с вторым входсял смесителя, вы- . ход которого подключен ко второму входу узла обработки информации.Узел обработки информации выполнен в виде последовательно соединенных цифрового фазометра и блока цифровой задержtoки, а также вычитателя, один из входов которого подключен к выходу цифрового фазометра, а другой - к выходу блока цифровой задержки и вычис. лительного блока, вход которого соединен с вычитателем 1.

Недостаток данного устройства высокие требования, предъяв/;яемые к долговременной стабильности частот генераторов испытательного и опорно20го сигналов. Для эффективного подавления фйзовых флюктуации вспомагателкной линии связи инерционной системой ФАПЧ постоянная времени входя щего в ее состав фильтра нижних час2S тот должна быть большой, что приводит к сужению полосы захвата. Вследствие этого при некоторой начальной расстройке генераторов испытательного и опорного сигналов режима синхронизма в инерционной системе ФАПЧ не наступает, либо время установления этого режима оказывается недопустимо большим.- Вынужденная периодическая корректировка начальной рас стройки генераторов в разнесенных точках пространства вызывает известные затруднения и исключает возможность полной автоматизации измерений Цель изобретения - упрощение процесса измерений. Поставленная цель достигается тем что в измеритель фазовой нестабиль ности протяженных четырехполюсников, содержащий входной и выходной зажимы для подключения исследуемого трак та, а также соединенные последовательно генератор испытательного, сигнала, первый синтезатор частоты, всп могательную линию связи, фазовый детектор, фильтр нижних частот, гене ратор опорного сигнала, второй синте затор частоты, смеситель и блок обра ботки информации, причем входной зажим для подключения исследуемого тра кта соединен с вторым выходом первого синтезатора частоты а выходной с вторым входом смесителя, второй вы ход второго синтезатора частоты подключен к второму входу фазового детектора и к другому входу узла обработки информации, дополнительно введены последовательно соединенные фильтр верхних частот, пиковый детек тор и переключатель, причем вход фил тра верхних частот соединен с выхо. дом фазового детектора, выход переключателя - с управляющим входом фильтра нижних частот. Фильтр нижних частот выполнен с перестраиваемой полосой пропускания. На чертеже представлена стЕ уктурная.схема измерителя фазовой нестабильности протяженных четырехполюсников . в состав измерителя, содержащего входной и выходной зажимы для подключения исследуемого четырехполюсника 1, входят последовательно соединенные Генератор 2 испытательного сигнала, первый синтезатор 3, вспомагательная линия связи 4, фазовый детектор 5, фильтр б нижних частот, г енератор 7 опорного сигнала, второй синтезатор 8 частоты, смеситель 9 и блок 10 обработки информации. Входной зажим для подключения исследуемого четырехполюсника 1 соединен со вторым выходом первого синтезатора 3 частоты, а выходной - со вторым входом смесителя 9. Второй выход вто рого синтезатора 8 частоты.подключен ко второму входу фазового детектора 5 и к другому входу блока 10 обработ ки информации. Кроме того, вход блока 11 автоматического управления, входящего в состав измерителя, соединен сВЫХОДОМ фазового детектора 5 а выход - с управляющим входом фильтра 6 нижних частот. Блок 11 автоматического управления включает в себя соединенные последовательно фильтр 12 верхних частот, пиковый детектор 13 и переключатель 14. Работает измеритель следующим образом. На входе и выходе исследуемого четырехполюсника 1 в синтезаторах 3 и 8 частоты формируются испытательный и опорный сигналы из напряжения генераторов 2 и 7 испытательной и опорной частоты, причем генератор 7 опорного, сигнала должен допускать электронную перестройку частоты. В синтезаторах 3 и 8 частоты, кроме того, формируются напряжения промежуточной частоты, равной разности частот испытательного и опорного сиг-: налов. При прохождении исследуемого четырехполюсника 1 фаза испытательного сигнала получаетслучайные приращения, которые необходимо измерить. Измерения осуществляются путем фазирования генераторов 2 и 7 испытательного и опорного сигналов, переноса исследуемой нестабильности на промежуточную частоту смесителем 9, измерения мгновенной разности фаз между исследуемым и опорным колебаниями промежуточной частоты и определения требуемых хаарктеристик фазовой нестабильности блоком 10 обработки информации. Для осуществления фазирования генераторов 2 и 7 испытательного и опорного сигналов на вход фазового детектора 5 подают сигналы промежуточной частоты от второго синтезатора 8 частоты непосредственно и от первого синтезатора 3 частоты через вспомагательную линию связи 4, в качестве которой может быть использован, например, коаксиальный кабаль. Для подавления фазовых флюктуации вспомагательной линии связи 4 инерционной системой ФАПЧ, сигнал ошибки с выхода фазового детектора 5 через фильтр нижних частот с перестраиваемой полосой пропускания подают на управляющий вход генератора .7 опорного сигнала. При этом граничная частота этого фильтра в режиме измерений устанавливается такой, чтобы погрешность измерений, обусловленная фазовыми флюктуациями вспомагательной линии связи 4, не превышала допустимого значения. При указанных условиях приращения разности фаз между входными сигналами блока 10 обработки информации оказываются равными фазовой нестабильности исследуемого четырехполюсника 1, с точностью до собственной нестабильности генераторов 2 и 7 испытательного и опорного сигналов и синтезаторов 3, 8 частоты. При наличии

начальной расстройки генераторов 2 и 7 испытательного и опорного сигналов режим синхронизации в инерционной системе ФАПЧ может не наступит и граничную частот:у фильтра 6 нижних частот необходимо повысить.Эту функцию выполняет блок 11 автоматического управления. При выходе из синхронизма системы ФАПЧ частота сигнала ошибки на выходе-фазового детектора 5, равная разности частот генераторов 2 и 7 испытательного и опорного сигнс1лов, превышает граничную частоту фильтра 12 верхних частот, и сигнал ошибки поступает на вход пикового детектора 13, выпрямляется им и вызывает срабатывание переключателя 14,. например, электронного реле, осуществляющего коммутацию цепей фильтра 6 нижних частот для повышения его граничной частоты. При этом расширяется полоса захвата системы ФАПЧ, что обеспечивает вхожД| ние генераторов 2 и 7 испытательного и. опорного сигналов в режим синхронизма. В результате этого частота сигнала ошибки становится ниже граничной частоты фильтра 12 верхних частот, напряжение на выходе пикового детектора 13 уменьшается, переключатель 14 возвращается в исходное состояние, восстанавливая низкую граничную частоту фильтра б нижних частот, при которой обеспечивается эффективное подавление фазовых флюктуации вспомагательной линии связи 4 и устанавливается режим измерений; Аналогичным образом осуществляется автоматический переход на расширенную полосу захвата с последующим установлением режима измерений в случае потери синхронизма в инерционной системе ФАПЧ, если по каким-либо причинам возникает быстрый уход частоты одного из генераторов 2 и 7 в процессе работы измерителя.

Итак, введение блока автоматического управления и выполнение фильтра нижних частот с перестраиваемой полосой пропускания позволяет осуществить цель предлагаемого изобретения упрощение процесса измерений.

Введение названных усовершенствований -выгодно отличает прелагаемый измеритель от известного - отпадает

0 необходимость в периодической ручной коррекции начальной расстройки генераторов испытательногои опорно.го сигналов, автоматически восстанавливается работоспособность измерителя при возникновении быстрых уходов частоты генераторов испытательного и опорного сигналов.

Формула изобретения

1.Измеритель фазовой нестабильности протяженных четырехполюсников по авт. св. 815674, отличающийся тем, что, с целью упрощения процесса измерений, в него введены последовательно соединенные фильтр верхних частот, пиковый детектор и переключатель, причем выход фазового детектора соединен с входом фильтра верхних частот, а выход переключателя -, с управляющим входом фильтра нижних частот.

2.Измеритель по п. 1, отличающийся тем, что фильтр нижних частот выполнен с перестраиваемой полосой пропускания.

Источники информации, принятые во внимание при экспертизе

1. Авторское свидетельсво СССР 815674, кл. G 01 R 25/00,12.04.79.