Устройство для измерения группового времени запаздывания генераторов качающейся частоты

 

Изобретение относится к радиотехнике . Цель изобретения - повышение разрешающей способности и увеличение быстродействия устройства. Устройство содержит исследуемый генератор 1 качающейся частоты, аттенюатор 2, преобразова;тель 4 частоты, гетеродин 6, частотный демодулятор 7 и приемник 10. Введение второго канала, включающего аттенюатор 3, преобразователь 5 частоты и частотный демодулятор 8, служащего для формирования сигнала, пропорционального фазовым шумам измерительного канала, позволяет посредством блока 9 вычитания скомпенсировать неравномерности группового времени запаздьшания, возникающие из-за фазовых шумов в измерительном канале и гетеродине 6. 3 ил. (Л СД сл ;о 00 ч сриг.1

СОЮЗ СОВЕТСКИХ

СОЦИАЛИСТИЧЕСКИХ

РЕСПУБЛИК

„„SU„„>255

А1.(50 4 С 04 Р 1О/06

ОПИСАНИЕ ИЗОБРЕТЕНИЯ

К A8TOPCHOMV СВИДЕТЕЛЬСТВУ

М, C е

ГОСУДАРСТВЕННЫЙ КОМИТЕТ СССР

ПО ДЕЛАМ ИЗОБРЕТЕНИЙ И ОТКРЫТИЙ (21) 3874406/24-21 (22) 28.03.85 (46) 07.09.86. Бюл. Ф 33 (72) А.В.Бальчюнайтис и А.-А.А.Гилис (53) 621.317.77 (088.8) (56) Бычков С.О., Мартышевский К.Н., Мушков В.П. Исследование метода измерения характеристик ГВЗ СЧВ-генераторов качающейся частоты. — Труды НИИР, 1983, N 2, с. 77-83.

Прохоров А.M., Бычков С.О. HsMepe— ние характеристики ГВЗ СВЧ-генераторов качающейся частоты. — Электросвязь, 1984, Р 8, с. 60-63. (54) УСТРОЙСТВО ДЛЯ ИЗМЕРЕНИЯ ГРУППОВОГО ВРЕМЕНИ ЗАПАЗДЫВАНИЯ ГЕНЕРАТОРОВ КАЧАЮЩЕЙСЯ ЧАСТОТЫ (57} Изобретение относится к радиотехнике. Цель изобретения — повышение разрешающей способности и увеличение быстродействия устройства. Устройство содержит исследуемый генератор

1 качающейся частоты, аттенюатор 2, преобразователь 4 частоты, гетеро дин 6, частотный демодулятор 7 и приемник 10. Введение второго канала, включающего аттенюатор 3, преобразователь 5 частоты и частотный демодулятор 8, служащего для формирования сигнала, пропорционального фазовым шумам измерительного канала, позволяет посредством блока 9 вычитания скомпенсировать неравномерности группового времени запаздывания, возникающие из-за фазовых шумов в измерительном канале и гетеродине 6.

3 ил.

12

Изобретение относится к радиотехнике и может быть использовано для измерения группового времени запаздывания (ГВЗ) генераторов качающейся частоты (ГКЧ), включающих линейно перестраиваемый генератор и частотный модулятор, которые могут быть использованы в качестве передатчиков в панорамных измерительных ГВЗ.

Цель изобретения — повышение разрешающей способности и увеличение быстродействия устройства.

На фиг,l представлена структурная электрическая схема измерителя ГВЗ генераторов качающейся частоты; на фиг.2 — структурная схема ГКЧ; на фиг.3 — структурная схема приемника.

Устройство для измерения группового времени запаздывания генераторов качающейся частоты содержит исследуемый генератор 1 качающейся частоты, первый 2 и второй 3 аттенюато— ры, первый 4 и второй 5 преобразователи частоты, гетеродин 6, первый 7 и второй 8 частотные демодуляторы, блок 9 вычитания и приемник 10.

Первый измерительный выход исследуемого ГКЧ 1 через последовательно соединенные первый аттенюатор 2, первый преобразователь 4 частоты и первый частотный демодулятор 7 сое-динен с входом блока 9 вычитания, другой вход которого через последовательно соединенные второй аттенюатор 3, второй преобразователь 5 частоты и второй частотный демодулятор

8 соединен с вторым измерительным выходом исследуемого ГКЧ 1, а выход . блока 9 вычитания соединен с измерительным входом приемника 10, выход сигнала модулирующей частоты которого соединен с входом исследуемого

ГКЧ 1. Управляющий выход ГКЧ 1 соединен с объединенными входами приемника 10 и гетеродина б, а выход гетеродина 6 соединен с гетеродинными входами:преобразователей 4 и 5.

Исследуемый ГКЧ (фиг. 2) состоит из последовательно соединенных блока

11 перестройки частоты, перестраиваемого генератора 12 и частотного модулятора 13, выход которого является первым измерительным выходом, а вход — входом сигнала модулирующей частоты исследуемого ГКЧ 1, выход блока 11 перестройки частоты является управляющим выходом, а выход пере55987 2 страиваемого генератора 12 — вторым измерительным выходом ГКЧ 1.

Приемник 10 (фиг.3) содержит последовательно соединенные генератор 14 модулирующей частоты, фазовый детектор 15 и панорамный индикатор

16. При этом выход генератора 14 является выходом модулирующей частоты приемника 10, вход фазового детектоl0 ра 15 — измерительным входом, а вход индикатора 16 — управляющим входом приемника 10.

Устройство работает следующим образом.

15 Сигнал с выхода приемника 10

U, (t) = U> sin (я.t +q ) (1) поступает на модулирующий вход исследуемого ГКЧ 1. На первом измери20 тельном выходе ГКЧ I имеется ЧМ-сигнал

t), = U „„sin}a,t +peas()tt sy +

2 +) (Я,,c), )) + tt, (tt) (t))}, (2) где М (Я(,н) ) — Фазовый сдвиг частоrttt( ты Я., вносимый ГКЧ при частоте д;

U — амплитуда ЧМ-сигнаtt) 4M ла; и}

--- — индекс частотной моЯ дуляции.

Сигнал на втором измерительном выходе исследуемого ГКЧ немодулированный и выражается

U (t) =U, п1.},() + „,(1,()Н, (3)

40 где (мЗ (t)) — фазовые шумы несущей частоты и3, перестраиваемого генератора 12, входящего в исследуемый ГКЧ 1.

Сигнал Б, через развязывающий аттенюатор 2, служащий для согласования

СВЧ-выхода ГКЧ с входом преобразователя 4 частоты, поступает на измерительный вход преобразователя 4 частоты, на гетеродинный вход которого поступает сигнал изменяющейся частоты >„ с выхода гетеродина 6:

U (t) = U з1пjZ t +Ц,(t)7, (4) где Ч (t ) — фаз овые шумы г е теродинг ного напряжения. з 1 255

На выходе преобразователя 4 частоты, выделяя сигнал разностной или суммарной частоты, получаем:

U)t(t) = K„„U, titt{ (D, U,)t +

Я ГКЧ (!С,) J

+ Ч,Д (5,)„>, ) + „(),) + V,„(4,) +

+4 ()) +u „()„,) ++4 it)) 0 где, (>) фазовый сдвиг, вносимый преобразователем 4 частоты на гетеродинный сигнал частоты (-;

15 фазовый сдвиг, вносимый преобразователем 4 частоты на несущей частоте ()с) ГКЧ 1; фазовый сдвиг, вносимый контрольным преоб20 разователем 4 частоты на промежуточной час— тоте (M =и), + D, ); фазовый сдвиг, вноси25 мый преобразователем 4 частоты на частоте огибающей модулированного измерительного сигнала; коэффициент передачи преобразователя 4 час- 0 тоты. ч„(из ) у (a,и )

СМ

К

ССЧ (t) = К„„и, „s in (((), + ), ) +, 55 (> ())+ „(-,(t)) + v (D (t))+ ()„„) + р,(t)) . (6) + Ч„

СИ

Частоты сигналов ГКЧ 1 и гетеродина 6 перестраиваются так, что во всем диапазоне перестройки промежу 5 точная частота )-)„ч остается постоянной (А „„ =(), + M const. Фазовые сдвиг y,„„(e,,),4.Д (->.), v„, (w,), (cd,) ч),и(и) ) являются временными функциями, закон изменения кото- 40 рых в общем случае неизвестен. Одновременно со второго измерительного выхода ГКЧ 1 немодулированный свип пируемый сигнал U „(t) через развязывающий аттенюатор 3 подается íà Hs 45 мерительный вход второго преобразователя 5 частоты (идентичного преобразователю 4), на гетеродинный вход которого поступает сигнал U (t) геГ теродина 6. На выходе второго преоб-. 50 разователя 5 частоты выделяется сигнал суммарной или разностпой частоты

1 ЧА ССЧ ЧИ Р (, d -(- (t)g d< ("Ы )2 j.1

dt х sin(Z t + Гк (a., З,(t)) +М,Ä(gv(t})+ м )+ к к,„. и (7) dV„(. (с) J+,d . (gt1J +

dt . dt

d< g>.gt) ) d,ì g>Uv) du г,(й ) dt dt dt

Второй член выражения (7) представляет сумму составляющих фазовых шумов в спектре которьж присутствуют гармонические составляющие модулирующей частоты Q . При фазовом детектировании сигнала (7) в приемнике IO появится ошибка при определении измеряемого значения ГВЗ исследуемого генератора качающейся частоты.

Для компенсации второго члена выражения (7) вторым преобразователем

5 частоты формируется сигнал И, (t), переменная составляющая которого после демодулятора 8 принимает вид

О (t) = К К U E — -.— - - — +

de (и4(е) 1

I* AV 2м Д

d9„(t) dV,„((С) ) 1 .и (()) d<,„,(() d (t) i сГС )) +

dt dt (8) Подав сигналы U,() и U (t) на, входы блока 9 вычитания, при выпол) ненном условии U = U ц„, íà его ) С выходе получаем сигнал, свободный от составляющих фазовых шумов .

К„„U„„P(a +, " ЖЬ(21.

9 В ЧД

+ ГК4 С

de „(, (е)) dt

sin (Яt + P,„v (Я,>,(t)) +

+,„(Q„>,(t)) + ) (9) 987 4

Сигналы U„ (t) и U,(t) подаются на входы частотньж демодуляторов 7 и 8, причем на их выходах переменные составляющие будут пропорциональны производным мгновенных фаз сигналов V4(t) и Us,(t) . Сигнал на выходе демодулятора 7

1255987

35 (11) S где К вЂ” ко эффициен т и ер е дачи блов ка 9 вычитания.

Иэ выражения (9) следует, что информация о неравномерностях ГВЗ

ГКЧ содержится как в амплитуде, так и в фазе сигнала U9,(t). Однако извлечение полезной информации

АМ „(Я,M.(t) )/dt из амплитуды сигнала V, (t) практически невозможно, так как колебание амплитуды ГКЧ при- 1р водит к большим погрешностям. Таким образом, полезную информацию q,„ц(Й; 4) можно получить только фаэовым детектированием сигнала U> (t). (фазовым детектором, нечувствительным к изменению амплитуды) . Сигнал

6 (t) с выхода блока 9 вычитания по9 дается на измерительный вход приемника 10, на индикаторе которого отображается суммарная частотная характе- 2р ристика ГВЗ с неравномерностями ГВЗ преобразователя частоты:

Ч„(а,1 )

-к5 — — — — +7, (u3 ) (10) гкч 2Q см с э

25 где = 2 П Р вЂ” круговая модулирующая частота; см (Мс)

=- — — - — — частотная характериссМ 2Я тика ГВЗ преобразо- вателя 4 частоты.

В большинстве практических случаев интерес представляет только не-равномерности ГВЗ. В этом случае измеренные неравномерности ГВЗ

Из выражения (11) следует, что разрешающая способность измерения не- 40 неравномерностей ГВЗ -„„„ (с) определяется только величиной собственных неравномерностей ГВЗд -,„ (u,) преобразователя частоты измерительного канала., 45

Положительный эффект заключается в повышении разрешающей способности измерения неравномерности ГВЗ генераторов качающейся частоты и увеличение быстродействия измерителя, что поволяет снизить динамическую погрешность измерения. б

Повышение разрешающей способности достигается за счет введения второго канала, служащего для формирования сигнала, пропорционального фазовым шумам измерительного канала, что с помощью блока вычитания позволяет скомпенсировать неравномерности

ГВЗ возникающие из-за фазовых шумов в измерительном канале и гетеродине.

Повышение быстродействия предлагаемого устройства получается за счет исключения системы ФАПЧ.

Формула и з о б р е т е н и я

Устройство для измерения группового времени запаздывания генераторов качающейся частоты, содержащее приемник, последовательно соединенные аттенюатор и преобразователь частоты, а также гетеродин и частотный демодулятор, причем выход сигнала модулирующей частоты приемника соединен с первой входной клеммой для подключения исследуемого генератора качающейся частоты, первая выходная клемма для подключения которого соединена с входом аттенюатора, а вторая — с объединенными управляющими входами приемника и гетеродина, выход которого соединен с гетеродинным входом преобразователя частоты, о т л и ч а ю щ е е с я тем, что, с целью повышения разрешающей способности с одновременным увеличением быстродействйя, в него введены второй аттенюатор, второй преобразователь частоты, второй частотный демодулятор и блок вычитания, причем третья выходная клемма исследуемого генератора качающейся частоты через второй аттенюатор соединена с первым входом второго преобразователя частоты, гетеродинный вход которого соединен с выходом гетеродина, а выходы первого и второго преобразователей частоты через соответствующие частотные демодуляторы соединены с входами блока вычитания, выход которого соединен с измерительным входом приемника.

1255987

Составитель М.Катанова

Техред И.Попович . Корректор О.Луговая

Редактор Н.Данкулич

Заказ 4821/46 Тираж 398 Подписное

ВНИИПИ Государственного комитета СССР по делам изобретений и открытий

113035, Москва, Ж-35, Раушская наб., д. 4/5

Производственно-полиграфическое предприятие, r.Óæãopoä, ул.Проектная,4