Способ измерения фазовых флуктуаций сигналов Советский патент 1982 года по МПК G01R25/00 

Изобретение относится к измерительной технике и может быть использовано при измерении фазовых и час-, тотных.флуктуации сигналов.

Известен способ измерения фазовых флуктуации сигналов путем сравнения частоты исследуемого.сигнала с частотой опорного сигнала с помощью частотного, детектора или электронносчетного частотомера 1.

Этот способ имеет низкую разрешающую способность по фазе.

Известен также способ измерения фа 3 овых Флук т уа ций сиг налов,основанный на сравнении фазы исследуемого сигнала с фазой опорного сигнала при помощи фазового детектора 2.

Однако указанный способ требуетравенства сравниваемых частот. Позтому при измерении фазовых флуктуации исследуемого сигнал произвольной частоты относительно опорного сигнала фиксированной частоты применяют преобразование частоты одного из сигналов, при этом в преобразуемый сигнал неизбежно вносят дополнительные фазовые флуктуации, создаваемые частотными преобразователямиумножителями, фильтрами, что приводит к значительному увеличению погрешности измерения. Использование в способе фазового детектора приводит также к значительной погрешности измерения фазовых флуктуации, превышающих , из-за нелинейной (косинусоидальной) характеристики фазового детектора.

Цель изобретения - повышение точности измерения фазовых флуктуации

10 в диапазоне частот исследуемого сиг- нала и в диапазоне значений фазового сдвига О - 2Tt.

Поставленная цель достигается «с тем, что согласно способу измерения фазовых флуктуации сигналов, основанному на сравнении фазы исследуемого сигнала с фазой, опорного сигнала при одном значении частоты опорного сйг2Q нала, из упорного сигнала формируют короткие импульсы, осуществляют их предварительную задержку на время, превьвлаккцее половину периода минимальной частоты исследуемого сигнала, производят выборки исследуемого сиг25нала в моменты времени, связанные с появлением задержанных импульсов, сравнивают значения выборок с заданньм значением и используют сигнал, пропорциональный их разности, для

30 управления величиной задержки импульсов осуществляя таким образом временную привязку задержанных импульсов к заданному значению исследуемого сигнала, а фазовые флуктуации определяют по изменениям величины задержки импульсов с учетом значения частоты исследуемого сигнала. . . .- Сущность предлагаемого способа состоит в следующем. Из опорного сигнала формируют короткие импульсы. Сформированные импульсы пропускают через устройство, осуществляющее их задержку, начальная величина которой превышает 0,5 Tyrtcfik( максимальная длительность периода исследуемого сигна ла) и может изменяться в зависимости от внешнего управляющего воздействия на величину ±0/5 С помощью задержанных импульсов осу цествляют выборку мгновенных значений исследуе мого сигнала, частота которого может где f on - знаиметь значения п.f чение частоты опорного сигнала; пцелое число. Запомненные значения исследуемого сигнала сравнивают с. заданным фиксированным значением и сигнал, пропорциональный их разности .используют для управления задерж-. кой импульсов, осуществляя таким образом временную привязку, задержанных импульсов к заданному значению исследуемого сигнала. Следовательно, изменения задержки импульсов на выхрДе устройства задержки относитель но импульсов на его входе соответствуют фазовым флуктуациям исследуе мого сигнала.. : На чертеже показано устройство, реализующее предлагаемый способ. Из сигнала опорного генератора с помощью формирователя I получают короткие импульсы, поступающие чере управляемую линию 2 задержки навхо устройства 3 выборки и хранения, на второй вход которого поступает исследуемый сигнал. Устройство 3 выбо ки и хранения осуществляет запомина ние мгновенных значений исследуемого сигнала в мсяленты появления на его входе задержанньк импульсов. За помненные значения исследуемого сигнала сравниваются с заданным зна чением, например с нулевым уровнем, компаратором 4, выходной сигнал которого, пропорциональный их разнос.и, подается на управляющий вход ли щии задержки, осуществляя временную привязку задержанных импульсов к за даннсялу значению исследуемого сигна ла. Измеритель 5 временных интервалов измеряет величину задержки импульсов, изменения которой пропорциональны фаз.овым флуктуациям иссле дуемого сигнала. Для получения результата измерения в градусах значения измеренных временных интервалов умножают на 360 и на значение частоты исследуемого сигнала, измеренное частотометром б, так как фазовые флуктуации л A -- -ibOAt;f360, где дгг г --сразность смежных значений т/( измеренных временных интервалов , частота исследуемого сигнала. . . Измерение временных интервалов существующими методс1ми производится с точностью единиц пикосекунд в широком диапазоне значений, что позволяет измерять фазовые флуктуации предлагаемым способом в широком диапазоне частот с высокой точностью в диапазоне значений О - при-, менения фазового детектора и.пре- образования частоты сравниваемых сигналов, которые в известной способе являются основными источниками погрешности измерения. При работе в диапазоне частот за -счет применения предлагаемого способа отпадает необходимость в большом объеме аппаратуры, предназначенной для работы на фиксированных частотах. Формула изобретения Способ измерения фазовых флуктуации сигналов, основанный на сравнении фазы исследуемого сигнала с. фазой опорного сигнала при одном значении частоты опорного сигнала, о т л и ча ю щ ий ся тем, что, с целью повышения точности измерения фазовых флуктуации в диапазоне частот исследуемого сигнала и в диапазоне фазового сдвига , из опорного сигнала формируют короткие импульсы, осуществляют их предварительную задержку на время, превышающее половину периода минимальной частоты исследуемого сигнала, производят выборки исследуемого сигнала в мсяи1енты .времени, связанные с появлением задержанных импульсов. Сравнивают значения выборок с заданньм значением и используют сигнал, пропорциональный их. разности, для управления величиной задержки импульсов, осуществляя таким образом временную привязку задержанных импульсов к заданному значению исследуемого сигнала, а фазовые флуктуации определяют по изменению величины задержки импульсов с учетом значения частоты исследуемого сигна ла.

Источники информации, принятые во внимание при экспертизе

1. Благов В.А. и др. Аппаратура для частотных и временных измерений, Сов.радио г М., 1971, С.246249.

2. Благо В.А. и др. Аппаратура для чгсстотмшс и временных измерение, Сов.радио, N., 1971, с. 250.