Устройство для измерения фазового времени задержки четырехполюсников

 

Изобретение относится к области радиоизмерительной техники и служит для повышения точности измерения фазового времени задержки четырехполюсников с большим затуханием.Устройство содержит высокочастотный генератор 1 фиксированной частоты, перестраиваемьш генератор 2 низкой Х7 частоты, однополосный модулятор 3, балансный смеситель 6,фазовращатель 7, фильтр 8 нижних частот, перемно житель 15, интегратор 16, индикатор 17 и цифровой частотомер 18. Введение усилителя 4 с автоматической регулировкой усиления, фильтров 10,12 и 14 нижних частот, усилителей-ограничителей 9 и 13 балансного смесителя 11 позволяет стабилизировать как амплитуду испытательного сигнала , так и амплитуды перемножаемых сигналов в требуемом диапазоне изменения частоты модулирующего сигнала . Кроме того, использование в устройстве опорного канала с идентичными по техническим характеристикам узлами, применяемыми в измерительном канале, обеспечивает компенсацию дополнительных фазовых сдвигов , вносимых введенными узлами. Это позволяет устанавливать более достоверные значения модулирующих частот. 1 ил. с СЛ

СОЮЗ СОВЕТСКИХ

СОЦИАЛИСТИЧЕСКИХ

РЕСПУБЛИК

А "( (19) (11) (504С04 F 1006

ГОСУДАРСТВЕННЫЙ КОМИТЕТ СССР

ПО ДЕЛАМ ИЗОБРЕТЕНИЙ И ОТКРЫТИЙ

ЗСГед...„

ОПИСАНИЕ ИЗОБРЕТЕНИЯ (21) 4135167/24-21 (22) 20. 10. 86 (46) 23.03.88. Бюл. № 11 (71) Винницкий политехнический институт (72) А.И.Гуцало и Ю.А.Скрипник (53) 621.317.77 (088.8) (56) Авторское свидетельство СССР

¹ 943597, кл. G 01 R 25/00, 1980.

Авторское свидетельство СССР

¹- 1318987, кл. G 04 F 10/06,14.01.86. (54) УСТРОЙСТВО ДЛЯ ИЗМЕРЕНИЯ ФАЗОВОГО ВРЕМЕНИ ЗАДЕРЖКИ ЧЕТЫРЕХПОЛЮСНИКОВ

Ж (57) Изобретение относится к области радиоизмерительной техники и служит для повышения точности измерения фазового времени задержки четырехполюсников с большим затуханием.Устройство содержит высокочастотный генератор 1 фиксированной частоты, перестраиваемый генератор 2 низкой

Н ABTOPCHOMY СВИДЕТЕЛЬСТВУ частоты, однополосный модулятор 3, балансный смеситель б,фазовращатель

7, фильтр 8 нижних частот, перемно житель 15, интегратор 16, индикатор

17 и цифровой частотомер !8. Введение усилителя 4 с автоматической регулировкой усиления, фильтров 10, 12 и 14 нижних частот, усилителей-ограничителей 9 и 13 балансного смесителя 11 позволяет стабилизировать как амплитуду испытательного сигнала, так и амплитуды перемножаемых сигналов в требуемом диапазоне изменения частоты модулирующего сигнала. Кроме того, использование в устройстве опорного канала с идентичными по техническим характеристикам узлами, применяемыми в измери тельном канале, обеспечивает компенсацию дополнительных фазовых сдвигов, вносимых введенными узлами. Это позволяет устанавливать более достоверные значения модулирующих частот.

1 ил.

1383282

Изобретение относится к радиоизмерительной технике и может быть использовано для измерения с повышенной точностью фазового времени sa5 держки и фазовой постоянной четырехполюсников с большим затуханием.

Цель изобретения — повышение точности измерения фазового времени задержки четырехполюсников с большим 10 затуханием.

На чертеже приведена структурная схема устройства для измерения фазового времени задержки четырехполюсников ° 15

Устройство содержит высокочастотный генератор 1 фиксированной частоты и перестраиваемый генератор 2 низкой частоты, выходы которых сое( динены с соответствующими входами однополосного модулятора 3, выход которого через усилитель 4 с автоматической регулировкой усиления подсоединен к входной клемме исследуемого четырехполюсника 5, выходная 25 клемма которого соединена с первым входом первого балансного смесителя

6, второй вход которого соединен через фазовращатель 7 с выходом высокочастотного генератора 1, выход первого балансного смесителя 6 через последовательно соединенные первый фильтр 8 нижних частот, первый усилитель-ограничитель 9 соединен с входом второго фильтра 10 нижних частот, первый и второй входы второго балансного смесителя 11 соединены соответственно с выходом усилителя 4 с автоматической регулировкой усиления и с выходом высокочастотного генератора

1 фиксированной частоты, а выход второго смесителя 11 через последовательно соединенные третий фильтр 12 нижних частот, второй усилитель-ограничитель 13 и четвертый фильтр 14 нижних частот соединен с первым вхо45 ром перемножителя 15> второй вход которого соединен с выходом второго фильтра 10 нижних частот, а выход через интегратор 16 соединен с индикатором 17, и цифровой частотомер 18, 50 соединенный с выходом перестраиваемого генератора 2 низкой частоты.

Устройство работает следующим образом.

Высокочастотный сигнал U (t)

= U,cos(ut+q,) фиксированной частоты, поступающий с выхода генератора 1, подвергается однополосной модуляции в однопспосном модуляторе 3 сигналом низкой частоты V (t)

=U cos(g,t+g ), поступающим с выхода перестраиваемого генератора 2 низкой частоты. В результате однополосной модуляции частота высокочастотного сигнала у уменьшается или увеличивается на величину модулирующей частоты 12„ в зависимости от напряжения передачи сигнала са — й,или

Я+Я,. При выбранном напряжении передачи, например, с передачей нижней боковой полосы, высокочастотный сигнал принимает вид и (с) и саа ((ta-ta,) t+t(,- If ).

Этот сигнал проходит через усилитель

4 с автоматической регулировкой усиления, на выходе которого амплитуда напряжения поддерживается постоянной, Высокочастотный модулированный сигнал U>(t) проходит через исследуемый четырехполюсник 5 с фазовым временем задержки ь(.. Выходной сигнал исследуемого четырехполюсника 5

IJ„(t) =к, u„,coa ((m-а,) (t-ai)+a),-t))

I. пере миожае тся в первом б алансном смесителе 6 с незадержанным (фаэо" вращатель 7 установлен в нулевое состояние) высокочастотным немодулированным сигналом U,(t) фиксированной частоты

Us(t)=U4(t) U+(t) К1Ц Ц соз(исФ

+(Р,) COSj(<-й,) (t-Ю)+СР,-СР,), Из напряжения U (t) с помощью первого фильтра 8 нижних частот выделяется составляющая с частотой модуляции

Ов (с) =и, U сов(а,t+(aa-Ë,) в в

+9,) К, К .

После нормирования по амплитуде напряжения U (e) с помощью первого усилителя ограничителя 9 оно поступает на вход второго фильтра 10 нижних частот, который восстанавливает синусоидальную форму сигнала и уменьшает влияние высших гармоник на результат измерения.

Выходное напряжение с выхода второго фильтра 10 нижних частот поступает на второй вход перемножителя 15.

В опорном канале еигнал U (t), прошедший через усилитель 4 с автоматической регулировкой усиления, поступает на первый вход второго ба1383282 лансного смесителя 11, где также перемножается с незадержанным высокочастотным ыемодулированным сигналом

U,(t) фиксированной частоты аз

U (t)=U4(t)U>(t) =U Uт cos(ut +

+g, ) coo ((g-Л,) t+Cp, -,), Из спектра напряжения Uz(t) с помощью третьего фильтра 12 нижних частот вьщеляется составляющая часть модуляции

/ и соя(я Л) д4 = cos — ° г 2 °

Задерживают высокочастотный немодулированный сигнал фиксированной частоты Q7 с помощью фаэовращателя 7 на фазовый угол S(f, с которым перемножают выходной сигнал исследуемого четырехполюсника 5. Тогда выделенная в измерительном канале составляющая частоты модуляции Q принимает вид

Uc(t)=K, Kt U U coc(Qzt

+ (g - g ) Д 4 +4У вЂ” ДСУ) 45

Повторно уменьшают частоту модуляции Й также до поЛучения нулевого 55 значения проинтегрированного сигнала

C0S(Q Й )54 — 8(f = COS — ° (2)

Цв(е)=0щ, Uù соя(а1t+q?) К>

После нормирования напряжения

Vs(t) с помощью второго усилителяограничителя 13 оно поступает через четвертый фильтр 14 нижних частот на первый вход перемножителя 15. В перемножителе 15 осуществляется перемножение напряжений Us(t) и U8(4) с последующим интегрированием полученного произведения с помощью интегратора 16:

П6() 08()

25 з " ( где К(, К, Кз — соответственно Коэффициенты передачи исследуемого четырехполюсника 5,первого и третьего фильтров 8 и 12 нижних частот.

Вьщеленное на выходе интегратора

16 постоянное напряжение фиксируется индикатором 17. Путем уменьшения частоты модуляции Р, добиваются получения нулевого значения проинтегрированного напряжения

Приравняв левые части выражений (1) и (2), получим выражение для фазового времени задержки

Ь4 44Р 1

1 г г 3 2" Fg Fy где F и à — частоты модулирующего сигнала.

Фазовую постоянную исследуемого четырехполюсника 5 можно определить из выражения

=Ид4 =27 0„д 4 = о д(1 т

Ф где à — фиксированная частота высокочастотного сигнала.

Однозначность измерения фазового времени задержки по разности частот

F --F и фазовому сдвигу ду обеспечивается как и в прототипе при выборе этих параметров из условия

10.8Ч6Чб — 10gча (а — а )д4 „, &— где ЗЧ вЂ” порог чувствительности по фазе индикации нулевого значения проинтегрированного сигнала л 4 махс — максимальное значение фазового времени задержки исследуемого четырехполюсника 5.

В соответствии с укаэанными условиями первоначальное значение частоты модуляции и вводимого фазового сдвига необходимо выбирать иэ следующих соотношении.

Ь4МаКС

Предлагаемое устройство для измерения фазового времени задержки по сравнению с известным позволяет значительно повысить точность измерения фазового времени задержки четырехполюсников с затуханием до

100 дБ. Это достигается за счет применения в устройстве дополнительных узлов, позволяющих стабилизировать как амплитуду испытательного сигнала, так и амплитуды перемножаемых сигналов в требуемом диапазоне изменения частоты модулирующего сигнала. Кроме того, применение в устройстве опорного канала с идентичными по техническим характеристикам узлами, применяемыми в измерительном канале, обеспечивает компенсацию дополнительных фазовых сдвигов, вно1383282

Составитель М, Катанова

Редактор Е. Папп Техред А. Кравчук Корректор Г. Решетник

Заказ 1294/44 Тираж 373 Подписное

ВНИИПИ Государственного комитета СССР по делам изобретений и открытий

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

Производственно-полиграфическое предприятие, г. Ужгород, ул. Проектная, 4 симых введенными узлами, что позволяет устанавливать более достоверные значения модулирующих частот и

52 и в целом способствует достижению поставленной цели.

Формула изобретения

Устройство для измерения фазового времени задержки четырехполюсников, содержащее высокочастотный генератор фиксированной частоты и перестраиваемый генератор низкой частоты, выходы которых соединены с соответствующими входами однополосного модулятора, выходная клемма для подключения исследуемого четырехполюсника соединена с первым входом первого балансного смесителя, второй вход которого через фазовращатель соединен с выходом высокочастотного генератора фиксированной частоты, выход первого балансного смесителя соединен с первым фильтром нижних, частот, перемножитель, выходом соединенный через интегратор с индикатором, и цифровой частотомер, соединенный с выходом перестраиваемого генератора низкой частоты, о т л и ч а ю щ е е с я тем, что, с целью по"мщения точности измерения фазового в; менн задержки четырехполюсников с большим за. ханием, в него дополнительно введены усилитель с автоматической регулировкой усиления, второй балансный смеситель, два усилителя-ограничителя и три фильтра нижних частот, причем усилитель с автоматической регулировкой,усиления входом соединен с выходом однополосного модулятора, а выходом одновременно с входной клеммой исследуемого четырехполюсника и с первым входом второго балансного смесителя, второй вход которого соединен с выходом высокочастотного генератора фиксированной частоты, вход первого усилителя-.ограничителя соединен с ВыхОдОм первогo фиJIbтpа нижних частот, а выход первого усилителя-ограничителя соединен с входом второго фильтра нижних частот, выход второго балансного смесителя через последовательно соединенные третий фильтр нижних частот, второй усилитель-ограничитель и четвертый фильтр нижних частот соединен с первым входом перемножителя, второй вход которого соединен с выходом второго фильтра нижних частот.