Цифровое устройство для измерения фазового времени задержки сигналов Советский патент 1982 года по МПК G04F10/06 

, .1-..

Изобретение относится к измеритепьной технике и может быть использовано для измерения фазового времени задерж-. ки в пиниях связи, в пиниях задержки, а также в широкополосных четырехполюсниках с большой электрической длиной.

Известно устройство измерения времени задержки, содержащее, генератор высокой частоты, соединенный с одним из входов модулятора, к второму входу ко--, торого подключен гене ратор низкой фиксированной частоты, причем выход модулятора подкшочен к исследуемому четырехполюснику, между входом и выходом которого через детекторы подключён фа- j /зометр 13Однако данное устройство имеет низкую точность измерения, обусловленную тем, что результаты измерения времени 20 -задержки зависят от частоты и- глубины модуляции сигнала, которые для каждого индишдуального измерителя могут быть разными.

Наиболее близким к предлагаемому по своей технической сущности является устройство измерения времени задержки, содержащее последовательно соединенные перестраиваемый генератор и исспедуемый четырехполюсник, между входом и выходом которого включен фазометр f 2.

Однако это устройство имеет низкую точность измерения ФВЗ, обусловленную неизбежным наличием переходных процессов, возникающих вследствие того, что непрерывно изменяется частота тестово, го сигнала. При этом измерение фазового сдвига между входными и выходными сигналами исследуемого четырехполюсника происходит непрерывно, что приводит к значительным динамическим погрешностям измерения.

Цепью изобретения является повышение точности измерения и быстродействия.

Поставленная цепь достигается тем, что в устройство, содержащее последоватепьно соединенные перестраиваемый генератор тестовых сигналов и исследуемый четырехполюсник, между входом и выходом которого включен фазометр, дополнительно введены кшочи, два умножителя кодов, блок стыковки шкап, сумматор, регистр, цифровое отсчетное устройство и блок управления, причем выходы фазометра подключены к входам первого умножителя непосредственно и через ключи - к входам регистра, а выходы пе вого умножителя подключены к одним из входов блока стыковки шкал, вторые вхог ды которого вместе с одними из входов сумматора и цифрового отсче,тного устрой ства подкгаочены к выходам регистра, причем выходы блока стыковки шкал .подкпюЧены к Вторым входам сумматора, сое , диненного своими выходами, с входами второго умножителя, выходы которого co динены с входами регистра, при этом со ответствуюш,ие выходы блока управления подключены к управляющим входам перестраиваемого генератора, фазометра, клю чей, обоих умножителей, регистра и цифр вого отсчетного устройства. На чертеже представлена структурная схема предлагаемого изобретения. Устройство измерения ФВЗ. сигналов содержит генератор 1 тестовых сигналов подключенный к входу исследуемого четырехпопюсника 2, между входом и ВЫХоДом которого включен фазометр 3. Выходы фазометра 3 связаны с входами nep вого умножителя 4 непосредственно и через ключи 5 - с входами регистра 6 Выходы первого умножителя 4 подключены к одним из входов блока 7 стыковки iiJKan. Вторые входь бпока 7 стыковки шкал вместе с входами цифрового отсчетного устройства 8 и с одним из входов сумматора 9 подкгаочены к выходу регистра 6. Выходы блока 7 стыковки шкал подключены к вторым входам сумматора 9, выходы которого связаны с вторым умножителем 1О. Соответствуюшие выходы блока 11 управления подключены к управляющим входам генератора 1, фазометра 3, первого умножителя 4, ключей 5, второго умножителя 10, регистра 6 и цифрового отсчетного устройства 8, Устройсп-во работает следующим образом. С блока 11 управления на генератор 1 тестовых ситналов подается команда на подключение к исследуемому четырехполюснику 2 тестового сигнала с заданной частотой li т .оатветствующей 1-й, самой точной шкале измерения. После того, как закончатся переходные процессы в исследуемом четырехполюснике 2 с блока 11 управпения на фазометр подается команда, с приходом которой в регистре фазометра 3 регистрируется код результата измере1шя фазового сдвига между входными и выходными сигналами с частотой о/ исследуемого четырехполюсника. Этот код с помощью ключей 5 по команде блока 11 управления заносится в регистр 6, с выхода которого так же по команде блока 11 управления этот код подводится к вторым входам блока 7 стыковки шкал. В это время по команде бяока 11 управления к входу исследуемого четытрехпопюсника 2 подводится тестовый .сигнал с частотой u)yj значение которой ниже значения Шу но выше значения частоты соответствующей соседней 3-й шкале. Код результата измерения, соответствующего этой частоте аналогично по ко- манДё блока 11 управления, фиксируется в регистре фазометра 3 и затем поступа ет на входы умножителя 4 кодов, в котором по команде блока 11 управления происходит умножение этого кода на число, равное отношению частот соседних шкап - (в данном случае первой к второй). ио1 енный код с выходов умножителя 4 . поступает на первые входы блока 7 стыт ковки шкал. Блок 7 стыковки шкал осуществляет сопоставление результатов измерения на соседних шкалах и определение числа целых фазовых циклов более точной шкалы, содержащихся в грубом результате. На узел стыковки подается два резушзтата измерений, выраженных в ,t}Whi относительных единицах, соответст - VnOtвуюший точной шкале, с использованием NW-V сигнала с частотой ц)у и --- соответствующий более грубой соседнейшкале, с использованием сигнала с частотой Ч)У Для того, чтобы можно было сопоставить результаты измерения относительных фазовых сигналов, полученные на разных частотйх, грубый результат приводим jc точной шкале, т.е. уравниваем масштабы измерений, что выполняется путем умножения гру.бого результата т «а коэфiD-фициент-.,, Вычитая затем относитепьА N«ный результат точного измерения , . из приведенного к масштабу точнбго 11 з мерения грубого результата, получаем цепое чнспоМу,,, уточненного значения резупьтата jHaMepeHHH запоминается в JrHCTpe 6 и в нужный момент в следующей ступени устранения неоднозначности по . команде блока 11 управления поступает на один из входов блока 7 стыковки шкал и сумматора 9. А в это время анапогично, как это приводилось на частоте , и UJyy, производится, измерение фазового сдвига между входным и выходным сигналами с частотой tWjy(j.-i соответствующей третьей, еще более грубой шкале измерения исследуемого четырехполюсниками умножение кода, полученного в резупьта- /те измерения в умножителе 4 rio команде :U ni-l блока 11 управления на коэффициент ... Полученное в результате умножения значе ние кода поступает на один из входов блока стыковки щкал, на вторые входы которо гр в этот момент поступает коД, соответствующий предыдущему уточненному результату-- Таким образом, производится последовательное уточнение результатов измерения от точного к более грубому до тех пор, пока не будет произведена стыковка всех шкал,измерения, включдя и са-мую грубую щкалу, соответствующую сйгнаду с частотой ШУ и не будет получено окончательное значение ФВЗ согласно выражению± Hvwan/ ia Wm Ч ,:-i лN, где - значение кода уточненного ре зультата измерения на частоте {.-При этом значение частоты Ш выбрано из условия, обеспечивающего однозначный результат измерения фазового сдвига сигнала в исследуемом четырехполюснике, т.е ,где /CH - значение ФВЗ на частоте if. Для того, чтобы окончательный резу ль тат измерения соответствовал ФВЗ в последней ступени устранения неоднозначности, коэффициент умножения умножителя 10 по команде блока 11 управления выставляется равным iff д.. Полученный ре зультат измерения ФВЗ по команде блока 11 управления фиксируется на табло оиф рового отсчетного устройства, и зат весь цикл изменения повторяется сначала 9 ре 48 Предлагаемое устройство измерения ФВЗ позволяет в щироком диапазоне .его значений повысить точность измерения поскольку погрешность измерения ФВЗ в предлагаемом устройстве будет опреде « ляться погрешностью измерения фазового сдвига на самой высокой заданнсй частоте измерения. Кроме того, в зависимости от значепня измеряемой величины в предлагае ъ.. мом устройстве иммется воаможноств в процессе измерения сокращать число вспо могательных, более грубых измерений, что позволяет существенно повысить быстродействие. Форму да изобретения Цифровое устройство для измерения фазового времени задержки сигналов, со держащее последовательно соединенные перестраиваемый генератор тестовых сигналов и исследуемый четы рехполюсник, между входом и выходом которого включен фазометр, о т ли ч а ю щ ее с я тем, что, с депью повышения точности измерения и быстродействия, в него.введены ключи. Два умножителя кодов, блок стыковки шкал, сумматор, регистр, цифровое отснетное устройство и блок управления, причем выходы фазометра подключены к входам первого умножителя непо-, средственйо. и через ключи - к входам регистра, а выходы первся о умножителя подключены к одним из входов блока стыковки шкал, вторые входы которого вместе с одними из входов сумматора и входами цифрового отсчетного устро йства подключены к выходам регистра, причем выходы блока стыковки шкап подключены к вторим вхсюам сумматора, соединенного своиья выходами с входами второго умножителя, млходы которого соединены с входами регистра, при этом соответст выходы блока управпенвя подкшочены к управляющим входам перестрашваемого генератора, фазометра, обоих умнохсителей, ключей, регистра и цифрового отсчетного устройства. Источники информации, принятые во внимание при экспертизе ijJBaeA Н. Т. и Др. Методы иэметзе ния грушювой скорости л гругагового вре мени задержки. Известия высших учебных заведений.. Радиотехника«f- 8,1965 2. Авторское свидетельство ССХЗР Nb 163221, кл. Q 04 F 10/06, 1971.,,