Способ измерения времени задержки сигнала Советский патент 1982 года по МПК G04F10/04 

Целью изобретения является повышение точности измерения при исследовании объектов на высоких частотах Цель достигается согласно способу измерения времени задержки сигнала, при котором время задержки определяют по изменению частоты собственных колебаний в автогенераторе при введ НИИ в цепь обратной связи исследуемо го объекта, на синхронизирующий вход автогенератора подают внешний сигнал плавно перестраивают его частоту до установления многочастотного режима колебаний, отключают внешний сигнал .измеряют собственную частоту автогенератора, вторично подают внешний сигнал, изменяют его частоту до установления нового моночастотного режима, соответствующего ближайшей собственной частоте, отключают внешний сигнал, измеряют собственную час тоту автогенератора, включают в цепь обратной связи автогенератора исследуемый объект и повторяют измерения двух ближайших собственных частот ав тогенератора, а время задержки определяют по формуле. (,) («п. первая и вторая измеренные собственные ча тоты автогенератора с исследуемым объектомв цепи обратной связи первая и вторая измеренные собственные час тоты автогенератора без исследуемого объекта в цепи обратной связи. На чертеже изображена блок-схема устройства, реализующего способ. Устройство содержит внешний генератор 1 синусоидальных колебаний, ключ 2, усилитель 3 с колоколообразной амплитудно-частотной характеристикой, анализатор 4 спектра, частотомер 5, линию 6 задержки автогенератора, короткозамыкатель 7, исследуемый объект 8. Измерение времени задержки сигнала производят следующим образом. Сначала в цепь обратной связи автогенератора включают исследуемый объект 8. Автогенератор может генери ровать одну из собственных частот f к/т+т, где ,2,3...; время задержки сигнала элеме тов цепи обратной связи автогенератора;время задержки: сигнала исследуемого объекта. К синхронизирующему входу усилителя 3 подключают посредством ключа 2 генератор 1 и устанавливают его частоту, равную или близкую к одной из собственных частот f. Совпадение частоты внешнего генератора 1 с одной из собственных частот автогенератора наблюдают на анализаторе 4 спектра выходного сигнала автогенератора при установлении моночастотного режима генерации. Затем генератор 1 отключают. Система автоматически подстраивается на частоту f j, , которую измеряют частотомером 5. Вновь подключают генератор 1 к синхронизирующему входу усилителя 3 и, плавно перестраивая его частоту, добиваются вторично установления моночастотного режима генерации на частоте (/+-,, который, как указывалось ранее, определяют по анализато-. ру 4 спектра. Время прохождения сигнала по цепи обратной связи, содержащей исследуемый объект 8, определяют из выражения .Т Г-ИГп(к+-|- к) Затем из цепи обратной связи усилителя 3 исключают исследуемый объект 8, заменяя его короткозамыкателем 7. В этом случае автогенератор может возбуждаться на любой из собственных частот fj, -, где ,2,3... Аналогично описанной выше методике определяют частоты fn+t- Время прохождения сигнала по цепи обратной связи в этом-случае определяют из выражения п. Время задержки сигнала исследуемым объектом вычисляют по формуле )) При измерениях, очевидно, вместо f. и f п-и могут быть измерены собственно частоты f K--I и f п-1 Отключение синхронизирующего генератора от автогенератора, к которому подключается исследуемый объект, позволяет исключить дополнительную погрешность, вносимую синхронизирующим генератором. Это позволяет повысить точность измерений, например, по сравнению с модуляционным способом. Предлагаемый способ измерения времени задержки позволяет проводить измерения в области высоких частот и с высокой точностью. Например, измерения времени задержки коаксиального кабеля Марки РК-50-4-11 длиной 32,2 см предлагаемым способом в диапазоне частот 1,57-1,63 ГГц дают величину 1,65 не. Разброс в измерениях от среднего значения составляет около 1,8%. Разброс в измерениях при использовании, например, модуляционного способа составляет в .десятки раз больше.

Формула изобретения

Способ измерения времени задержки сигнала, при котором время задержки определяют по изменению частоты собственных колебаний в автогенераторе при введении в цепь обратной связи исследуемого объекта, отличающийся тем, что, с целью повышения точности измерения .при исследовании объектов на высоких частотах, на синхронизирующий вход автогенератора подают внешний сигнал, плавно перестраивают его частоту до установления моночастотного режима колебаний, отклКзчают внешний сигнал, измеряют собственную частоту автогенератора, вторично подают внешний сигнал, изменяют его частоту до установления Лового мрночастотнрго режима, соответствующего ближайшей собственной частоте, отклю 1ают внешний сигнал, измеряют собственную частоту автогенератора, включают в цепь обратной связи автогенератора исследуемый объект и повторяют измерения двух ближайших собственных частот автогенератора, а время задержки оп ределяют по формуле

) lfr,+,-f)

где fк+1 первая и вторая измеренные собственные частоты автогенератора с исследуемым объектом в цепи обратной связи; fп . первая и вторая измеренные собственные частоты автогенератора без исследуемого объекта в цепи обратной связи.

Источники информации, принятые во внимание при экспертизе

1.Авторское свидетельство СССР 163221, кл. G 04 F 10/06, 1961.

2.Авторское свидетельство СССР 169146, кл, G 04 F 10/04, 1964.

3.Авторское свидетельство СССР 113565,кл. G 04 F 10/04, 1956.