Способ определения группового времени запаздывания в рабочей полосе радиотехнического фильтра

 

Изобретение относится к радиофизическим измерениям и служит для повышения разрешающей способности и упрощения процесса измерения. Устройство , реализующее способ, содержит генераторы ВЧ и НЧ 1 и 2, частотомер 3,. ВЧ-детектор 5, селективньш усилитель 6, НЧ-детектор 7, самописец 8 и вольтметр-индикатор 9. На исследуемый фильтр 4 подают частотно-модулированный сигнал с определенными несущей частотой, частотой модуляции и девиацией частоты. Затем проводят высокочастотное детектирование выходного сигнала фильтра 4. После этого из спектра продетектированного сигнала выделяют первую гармонику частоты модуляции посредством низкочастотного детектирования указанной гармоники и измеряют ее амплитуду. Определение амплитуды гармоники производят при двух отличающихся в п 1 раз значениях частоты модуляции. Девиация частоты, расстройка и коэффициент усиления между выходом фильтра 4 и Л измерителем амплитуды при этом остаются постоянными. Посредством измеренных значений амплитуд определяют груп- ,., повое время: запаздывания по формуле, s; приведенной в описании.1 ил.

СОЮЗ СОВЕТСКИХ

СОЦИАЛИСТИЧЕСКИХ

РЕСПУБЛИК (19) (11) А1 (51) 4 0 01 R 27/28

ОПИСАНИЕ ИЗОБРЕТЕНИЯ

К ABTOPCHOMV СВИДЕТЕЛЬСТВУ г !

1

i м!

ГОСУДАРСТВЕННЫЙ КОМИТЕТ СССР

ПО ДЕЛАМ ИЗОБРЕТЕНИЙ И ОТКРЫТИЙ (21) 3927000/24-21 (22) 12.07.85 (46) 23,10.87. Бюл. ¹ 39 (72) В,Н.Зинченко, Л.В.Мешкова

:и А,M.Ôèëà÷åâ (53) 621.317(088.8) (56) Картьяну Т. Частотная модуляция.—

Румыния, 1961, формула 2.113 °

Адоменас П. и др. Измерители амплитудно-частотных характеристик и их применение. — M. Связь, 1968, с. 123, рис.7-2. (54) СПОСОБ ОПРЕДЕЛЕНИЯ ГРУППОВОГО

ВРЕМЕНИ ЗАПАЗДЫВАНИЯ В РАБОЧЕЙ ПОЛОСЕ РАДИОТЕХНИЧЕСКОГО ФИЛЪТРА (57) Изобретение относится к радиофизическим измерениям и служит для повькпения разренающей способности и упрощения процесса измерения. Устройство, реализующее способ, содержит генераторы ВЧ и НЧ 1 и 2, частотомер

3,. ВЧ-детектор 5, селективный усилитель 6, НЧ-детектор 7, самописец 8 и вольтметр-индикатор 9. На исследуемый фильтр 4 подают частотно-модулированный сигнал с определенными несущей частотой, частотой модуляции и девиацией частоты. Затем проводят высокочастотное детектирование выходного сигнала фильтра 4. После этого из спектра продетектированного сигнала выделяют первую гармонику частоты модуляции посредством низкочастотного детектирования указанной гармоники и измеряют ее амплитуду, Определение амплитуды гармоники производят при двух отличающихся в n >v 1 раз значениях частоты модуляции. Девиация частоты, расстройка и коэффициент усиления между выходом фильтра 4 и измерителем амплитуды при этом остаются постоянными. Посредством измеренных значений амплитуд определяют гру повое время. запаздывания по формуле, приведенной в описании.1 ил.

2 (.Я вЂ” оз )

1;

63) х о

563 <1

1 + х

2 г

3— . 2. а, 30

40 х

U =К да (1+ 2 ) 12

77

I+ n. (1+х,) где аа

С з х, )

134704

Изобретение относится к радиофи.зическим измерениям и может быть использовано для определения электрофиэических параметров радиотехничес5 ких фильтров,в частности для определения группового времени запаздывания (ГВЗ) пьезокерамических фильтров или

его неравномерности (НГВЗ), Цель изобретения — повышение разрешающей способности измерения, а также упрощение процесса измерения, Способ осуществляется следующим образом, Отклик радиотехнического фильтра 15 на подаваемый ЧМ сигнал представляет собой AM сигнал, огибающая которого может быть представлена в виде ряда

Фурье, содержащий гармоники частоты модуляции.. Если соблюдается условие 20 достаточной малости амплитуды модуляции и частоты модуляции, амплитуда гармоники частоты модуляции в спектре укаэанного сигнала пропорциональна производной АЧХ для данной частоты несущей, С ростом частоты модуляции все более нарушается условие ее малости, что ведет к возрастанию искажений наблюдаемого сигнала.

В соответствии с теорией прохожде:ния частотно-модулированного сигнала через резонансный контур известно, что при условиях, допускающих отбрасывать в рядах, описывающих такой сигнал, все члены ряда, кроме первого демодулированного сигнала, поступившего с выхода контура, можно пред-, ставить девиация частоты; групповое время запаздывания 4 контура; обобщенная расстройка контура; частота модуляции; коэффициент передачи при де-. тектировании и выделении из спектра ЧМ сигнала первой гармоники частоты модуляции.

Основными условиями справедливости пренебрежения членами ряда высших порядков является достаточная малость расстройки контура, девиации частоты и частоты модуляции, т.е. ч?с, l, где а — резонансная частота контура;

Р

Я вЂ” добротность контура.

Если частоту Л уменьшить в еще большей степени, выражение в квадратных скобках можно принять равным единице, и тогда, определив значения величин К ь U х и 4, можно onpeg и о делить групповое время запаздывания Г

Однако, коэффициент передачи в реальных случаях мал, и поэтому раз— решающая способность и точность такого способа определения не велика.

Для повышения разрешающей способности определения значения следует сделать два измерения амплитуды при двух значениях частоты модуляции 0, и 0 . Если 1 настолько ма3 ло, что выражение в квадратных скобках можно заменить единицей,- формула определения

Чтобы добиться большей разрешающей способности, необходимо измерения производить вблизи границы полосы пропускания, а частоту и выбирать, например, в 10 раз более высокой, чем частоту А, не нарушая указанные условия (Л î u(1 ) .

Указанное относится к простому случаю резонансной системы — резонансному колебательному контуру. Однако, в подавляющем большинстве практических случаев АЧХ фильтра в окрестности экстремумов, а также в окрестности экстремумов производных АЧХ могут быть рассмотрены как АЧХ отдельных резонансных контуров, каждый со своим определяемым по указанной методике °

В этом случае по всплескам амплитуды И по сравнению с амплитудой 7

U судят об участках АЧХ, для котоф< рых характерна изрезанность фазочастотной характеристики с одновременной оценкой ее крутизны, т.е, величины (3.

На чертеже приведена структурная схема устройства, которое реализует предлагаемый способ, C

При экспериментах измеряетйя .

"3 пьезоэлектрического резонатора, возбуждаемого на частоте около 5600 кГц .на толщинных колебаниях. Для этого определяют его полосу пропускания на уровне 0,7, которая составляет величину около 12 кГц, т.е.

1 о= — -- — — =2510 с з=

Э .12 10

Затем применяют предлагаемый способ измерения . При наблюдении за амплитудой первого максимума проиэ45

3 13470

Устройство содержит генератор 1

ВЧ, .к входу которого подключен выход генератора ? НЧ, а к выходу — частотомер 3 и вход исследуемого фильтра

4, выход последнего соединен с входом

ВЧ детектора 5, а выход последнего соединен с нходом селективного усилителя 6, настроенного на первую гарМонику частоты модуляции, выход селективного усилителя соединен с входом

НЧ детектора 7, выход которого соединен с входом самописца,8 и входом вольтметра-индикатора 9.

Устройство работает следующим образом.

ЧМ сигнал с выхода генератора 1

ВЧ подают через согласующие резисторы на вход исследуемого фильтра 4 и на вход частотомера 3, сигнал с выхо- 20 да фильтра 4, предварительно усиленный, подают на вход ВЧ детектора 5, а сигнал с выхода последнего подают на вход селектинного усилителя 6, настроенного на первую гармонику часто- 25 ты модуляции, сигнал с выхода селективного усилителя 6 подают на вход

НЧ детектора 7, а сигнал с выхода последнего подают на вход самописца 8 и вход вольтметра-индикатора 9.

В качестве НЧ генератора используют генератор ГЗ-33 ВЧ генератора— модернизированный измеритель АЧХ

Х1-48, частотомера — ЧЗ-34А усиление

ВЧ сигнала осуществляется с помощью усилителя У3-29, селективного усилителя У2-8, НЧ детектора и вольтметраиндикатора, Для осуществления фазочувствительного детектирования (по необходимости) в качестве НЧ детекто- 40 ра используют синхронный детектор

СД-1, подключенный к выходу. усилителя

У2 — 8, а опорный сигнал на него поступает с выхода генератора Г3-33.

4 водной АЧХ резонатора при f ö, = 510 Гц и „ = 3 кГц установлено, что исследуемый максимум сигнала наблюдается на частоте 5655 кГц и при Г«= 3 кГц

П

11 возрастает на величину Е= --- — 1=

О,, 0,17 при погрешности измерения около 15, Калибровка усилителя осуществляется на одинаковый уровень первого максимума производной АЧХ калибровочного резонатора с малым значением, .

По известным 1„, f и заданной расстройке х о = 0,7 с помощью приведенных формул найдено,что q = 2,5 ° 10 с.

Таким образом, получены результаты определения одной и той же величины разными способами, совпадающие в пределах погрешности измерения.

Формула из обр ет ения

Способ определения группового времени запаздывания в рабочей полосе радиотехнического фильтра, основанный на подаче на исследуемый фильтр частотно-модулированного сигнала, у которого несущую частоту выбирают с заданной расстройкой х, в рабочей полосе фильтра, а частоту модуляции

Я.и девиацию частоты выбирают таким образом, чтобы они были меньше, чем обратная величина 1 измеряемого (!

"э группового времени запаздывания фильтра, дальнейшем высокочастотном детектировании выходного сигнала фильтра, выделении из спектра продетектированного сигнала первой гармоники частоты модуляции, низкочастотном детектировании указанной гармоники и измерении ее амплитуды 114, о т л и— ч а ю шийся тем, что, с целью повышения разрешающей способности измерения и упрощения процесса измерения, определение амплитулы гармоники производят при двух отличающихся в

n » 1 раз значениях частоты модуляции <2,, Л, при сохранении постояннь ми девиации частоты, расстройки и коэффициента К усиления между выхо3 дом фильтра и измерителем амплитуды и далее с помощью измеренных значений амплитуд U, и И1 определяют групповое время запаздывания по формуле

+ xO Ul1 и 1

-Б л,