Анализатор статистических характеристик фазовых флюктуаций сигналов Советский патент 1982 года по МПК G01R25/00 

Изобретение относится к радиризмерению, 6 частности, фазовых измерений и может быть использовано в радио технике и связи для аппаратурного анализа статистических характеристик фазовых флюктуации сигналов. Известен анализатор статистических характеристик фазовых флюктуации сигналов, содержащий последовательно соединенные фазовый детектор, фильтр ниж них частот и кварцевый генератор, а также звуковой генератор,анализатор спектра, девиометр, измеритель индекса ч астотноймодуляции и индикатор мощности флюктуации СПс Недостатком этого анализатора яв ляется низкая точность измерений, осо бенно на высоких частотах, из-за влия ния собственных фазовых флюктуации подстраиваемого кварцевого генератора. Наиболее близким по технической сущности и совокупности существенных признаков к предлагаемому является анализатор статистических характеристик фазовых флюктуации сигналов, содержащий два узкополосных фильтра, соединенных последовательно, и фазовый детектор, один вход которого подключен к выходу основного фильтра, а также смеситель и широкополосный фильтр, при этом входы смесителя сое динены соответственно со входом основного фильтра и выходом дополнительного фильтра, а выход смесителя через широкополосный фильтр подсоединен к одному из входов фазового детектора t23. Однако точность измерений такого устройства низка из-за влияния нестабильности частоты сигнала на результаты измерений, поскольку фазовые характеристики реальных фильтров неидеитичны и под влиянием дестабилизирующих факторов изменяются по разному во времени. Цепь изобретения - повышение точности измерений. Эта цель достигается тем, что в известное устройство, содержащее узкополосный фильтр, выход которого подключен.к одному из входов фазовог детектора, дополнительно введены два фильтра нижних частот, фазовращатель инерционный фазовращатель, электродвигатель, фазометр и блок обработки информации, причем вход инерционного фазовращателя соединен со входной клеммой, а выход - с одним из входов фазометра и входом фазовращателя, выход которого подключен ко входу узкополосного фильтра, и вторыми вхо дами фазометра и фазового детектора, выход которого подключен ко входам обоих фильтров нижних частот, причем выход первого фильтра нижних час тот подключен к управляющему входу фазовращателя, -а. выход второго - к управляющему входу электродвигателя; вал которого соединен с осью инерционного фазовращателя, кроме .того, выход фазометра подключен ко входу блока обработки информации. На чертеже приведена структурная схема анализатора статистических .характеристик фазовых флюктуации си1 налов. Устройство содержит инерционный фазовращатель 1, фазовращатель 2, уз кополосный фильтр 3, фазовь|й детектор t, фильтры 5 и 6 нижних частот, электродвигатель 7, фазометр 8 и бло 9 обработки информации. Вход инерционного фазовращателя 1 соединен , со входной клеммой, а выход - с одни из входов фазометра 8 и входом фазовращателя 2, выход которого подключен к другому входу фазометра 8, а также ко входам фазового детектора 4 (к одному непосредственно, а к другому через узкополосный фильтр 3). Выход фазового детектора подключен ко входам фильтров 5 и 6 частот. Выход фильтра 5 нижних частот соединен с управляющим входом фа зовращателя 2, ,а выход фильтра 6 ниж них частот - с управляющим входом электродвигателя 7, вал которого соединен с осью инерционного фазовра щателя 1. Выход фазометра В подключен ко входу блока 9 обработки инфор мации. Устройство работает следующим образом. Исследуемый сигнал через инерцион ный фазовращатель 1 и фазовращатель 2 поступает на вход узковолосного фильтра 3, в котором осуществляется временная задержка сигнала (на время, обратно пропорциональное полосе пропускания узкополосного фильтра). Сигнал ошибки, пропорциональный разности фаз исходного и задержанного сигналов, с выхода фазового детектора через фильтры 5 и 6 нижних частот поступает соответственно на управляющие входы фазовращателя 2 и электродвигателя 7. Если частота исследуемого сигнала не равна номинальной частоте, то разность фаз между I;)сходным и задержанным сигналами создает на выходе фазового детектора k постоянное напряжение сигнала ошибки, которое через фильтр 6 нижних частот подводится к электродвигателю. При этом начинают вращаться электродвигатель 7 и инерционный фазовращатель 1, например индукционный фазовращатель(БИФ), который отрабатывает изменения частоты сигнала. Фазовращатель 2 вносит при этом постоянный фазовый сдвиг. Если фаза исследуемого сигнала флюктуи- . рует, то на постоянную составляющую сигнала ошибки накладывается переменная составляющая, пропорциональная исследуемым флюктуациям Переменная составляющая через фильтр 5 нижних частот подается на малоинерционный фазовращатель 2, например электронный, который отрабатывает эти флюктуации. При этом граничная частота фильтра 5 нижних частот выбирается не ниже верхней частоты спектра исследуемых флюктуации, а граничная частота фильтра 6 нижних частот не выше нижней частоты спектра -флюктуации. В этом случае инерционный фазовращатель 1 отслеживает медленные уходы частоты, а фазовращатель 2 исследуемые фазовые (флюктуации. Фазометр 8 осуществляет слежение за разностью фаз на входе и выходе фазовращателя 2, пропорциональной исследуемым флюктуациям, а в блоке 9 обработки информации определяются требуемые статистические характеристики фазовых флюктуации по заданному алгоритму. Использование новых элементов: фазовращателя, инерционного фазовращателя, двух фильтров нижних частот с разными граничными частотами, электродвигателя, отличает предлагаемое устройство от известного тем, что в ,нем устраняется влияние нестабильности частоты сигнала на результат и мерения и, тем самым повышается точность измерений. Испытания макета измерителя показали, что при использовании узкополосного кварцевого фильтра, фазовращателя БИФ-025 на рабочей частоте 1 МГц, .отрабатываются уходы частоты в пределах - 10 Гц. Кроме того, следящая система,состоящая из узкополосного фильтра 3 фазового детектора , фильтра 5 нижних частот и фазовращателя 2, позволяет отслежи вать фазовые флюктуации с точностью до 2% в диапазоне флюктуации до 30. Формула изобретения Анализатор статистических характеристик фазовых флюктуации сигналов содержаний узкополосный фильтр, выход которого подключен к одному из входов фазового детектора, о т л и чающийся тем, что, с целью повьюения точности измеренияj допол U-- 9 3 нительно введены два фильтра нижних частот, фазовращатель, инерционный фазовращатель, электродвигатель, фазометр и блок обработки информации, причем вход инерционного фазовращателя соединен со входной клеммой, а выход - с одним из входов фазометра и входом фазовращателя, выход которого подключен ко входу узкопо- поеного фильтра, и вторыми входами фазометра и фазового детектора, выход которого подключен ко входам обоих фильтров нижних частот, при- чем выход первого фильтра «1жних частот подключен к управляющему входу фазовращателя, а выход второго - к управляющему входу электродвигателя, вал которого соединен с осью инерционного ф&аовращателя, кроме того, выход фазометра подключен ко входу блока обработю1 информации. Источники информации, принятые во внимание при экспертизе 1.Авторское свидетельство СССР № 552569, кл. G 01 R 25/00, 1976. 2.Авторское свидетельство СССР № 390l6it, кл. G 01 R 25/00, 197.