Способ измерения неравномерности группового времени задержки в полосе частот и устройство для его осуществления

Авторы патента:

ГРАЧЕВ ВИКТОР ФИЛИППОВИЧ

G04F10/06 - измерением фаз

Союз Советскик

Социалистическик

Республик

ОПИСАНИЕ

ИЗОБРЕТЕНИЯ

К АВТОРСКОМУ СВИ ВТИЛЬСТВУ ()883860 (6t) Дополнительное к авт. сеид-ву (22) Заявлено 26. 03. 80 (2I) 2898670/18-21

r с присоединением заявки ¹

Р1) Л . К,.3

G 04 F 10/06

Государственный аоинтет

СССР оо делам изобретений н отарытнй (23) Приоритет

Опубликовано 23.1181. Бюллетень N9 43

Дата опубликования описания 23. 11. 81 (53) УДК 621. З17. .799:62-501. . 224 (088. 8) (72) Автор изобретения

В. Ф. Грачев (71) Заявитель (54) СПОСОБ ИЗМЕРЕНИЯ НЕРАВНОМЕРНОСТИ ГРУППОВОГО

ВРЕМЕНИ ЗАДЕРЖКИ В ПОЛОСЕ ЧАСТОТ И УСТРОЙСТВО

ДЛЯ ЕГО ОСУЩЕСТВЛЕНИЯ

Изобретение относится к измерительной технике и может быть использовано для наблюдения и контроля неравномерности группового времени задержки (ГВЗ) линейных четырехполюсников, в частности линий связи.

Известен способ измерения частотных зависимостей неравномерности ГВЗ четырехполюсников в полосе частот с . применением многочастотного сигнала.

При этом ординаты частотной характеристики неравномерности ГВЗ определяют путем гетеродинирования по фазовым соотношениям между компонентами многочастотного сигнала на выходе четырехполюсника,а опорный сигнал формируют на выходе четырехполюсника в виде колебаний, частота которых равна интервалу дискретного множества частот Ц) .

Однако из-за специфики измерительного сигнала (низкие уровни гармоник сигнала, чувствительность к нелинейным искажениям и рассинхронизации в канале связи) он имеет ограниченное применение.

Наиболее близким по технической сущности является способ и устройство с применением частотно-модулированного сигнала.

Согласно способу, содержащему подачу на вход исследуемого четырехполюсника свипированного по частоте несущей частотно-модулированного сигнала, выделение модулирующей и несущей частот на выходе четырехполюсника, измерение задержки модулирующей частоты с одновременной компенсацией постоянной составляющей характеристики ГВЗ и индикацию значений несущей частоты и неравномерности

ГВЗ. Устройство для осуществления способа, содержащее генераторы модулирующей и несущей частот, подключенные к частотному модулятору, выход которого подсоединен ко входу исследуемого четырехполюсника,частотный детектор и узел выделения несущей, входы которых объединены и соединены с выходами четырехполюсника, выход узла выделения несущей подключен к индикатору несущей частоты, выход детектора подключен к измерителю разности фаэ, ко второму входу

25 которого подключен выход генератора модулирующей частоты, а выход вЂ” к индикатору неравномерности ГБЗ (2 .

Недостатком известного способа и устройства является необходимость

30 использования опорного сигнала при

883860 измерении неравномерности группового времени задержки.

При измерениях на каналах связи, вход и выход которых разнесены, опорный сигнал подвержен воздействию помех и искажений в той же степени, что и измерительный сигнал, в связи с чем снижается точность измерений.

Дпя передачи опорного сигнала тре. буются дополнительные технические средства в виде вспомогательного канала, что в итоге усложняет процесс измерений и затрудняет его автоматизацию.

ПелЬ изобретения вЂ” повышение точности измерения.

Поставленная цель достигается 15 тем, что согласно способу, содержащему передачу через исследуемый четырехполюсник свипированного по частоте несущей частотно-модулированного сигнала, выделение модулирующей и 20 несущей частот, индикацию текущих значений несущей частоты и неравномерности группового времени задержки, определяют ординаты частотной характеристики крутизны частотной ха- 25 рактеристики неравномерности группового времени задержки путем измерения амплитуды и фазы второй гармоники модулирующей частоты на различных частотах измеряемого диапазона и интегрируют значения полученной частотной характеристики в пределах диапазона частот свипирования.

В устройство для осуществления способа, содержащее генераторы сви пированной несущей и модулирующей частот, соединенные каждый с соответствующими входами частотного модулятора, выход которого подключен ко входу четырехполюсника, а. также частотный детектор и узел выделения не- 40 сущей частоты, входы которых объединены и подключены к выходу четырехполюсника. кроме того, индикаторы неравномерности группового времени задержки 4 и несущей частоты, причем вход последнегс подключен к первому выходу узла в1,1деления несущей частоты, введены перемножитель, элемент фаэовой автоподстройки и интегратор gp со сбросом, при этом первый вход пере лножителя и вход элемента фаэовой автоподстройки обьединены и соединены с выходом частотного детектора, а выход элемента фазовой автоподстройки подсоединен ко второму входу перемножителя, выход которого подключен к первому входу, интегратора со сбросом, второй вход которого соединен со вторым выходом узла выделения несущей частоты, причем 60 выход интегратора со сбросом подсоединен к индикатору неравномерности группового времени задержки.

На фиг. 1 показана блок-схема предлагаемого устройства; на фиг.2 вЂ” 65 пример частотной зависимости неравномерности ГВЗ; на фиг. 3 - эпюры напряжений по отдельным операциям.

Устройство содержит генератор 1 свипированной несущей частоты,частотный модулятор 2, генератор 3 модулирующвго колебания, четырехполюсник 4, частотный детектор 5, узел

6 выделения несущей частоты, перемножитель 7, элемент 8 фазовой автоподстройки, интегратор 9 со сбросом, индикатор 10 неравномерности ГВЗ и индикатор 11 несущей частоты.

Устройство работает следующим образом.

Свипированное, несущее синусоидальное колебание, с генератора 1 по дается на частотный модулятор 2, на второй вход которого подается низкочастотное синусоидальное колебание с генератора 3. Измерительный частотно-модулированный сигнал подается на вход исследуемого четырехполюсника 4. С выхода последнего измерительный сигнал поступает на вход частотного детектора 5 и на вход узла 6 выделения несущей частоты.

При прохождении частотно-модулированного сигнала через четырехполюсники с нелинейной фазовой характеристикой закон модуляции сигнала изменяется нелинейно, вследствие чего при синусоидальном законе модуляции демодулированный сигнал имеет нелинейные искажения.

Подавая на вход четырехполюсника сигнал вида (4х () - Uî St х 9„ t = Uî st (о

0р Ми (о)р + bт Ми Я1) где и ) - индекс частотной модуляции; цМ- девиация частоты;

Л. вЂ” частота модуляции, < ),ц = 4)р + ц и) соs Я< на выходе четырехполюсника с характеристикой ГВЗ (фиг.2), а при перепаде ГВЗ величиной Т на участке

2ссо выражение частоты станет вида ц)® = (х)р + АО) cos 52Lt с (4 ) ) 1 =

Rp+ а сд cos Я(4 - вЂ” cos gt)=(d +bM(cpsgt х

Т ! х oos (Я вЂ” Los Qt)-54и gt ми(52 + eosgtg .

Я р

При малых величинах JL и Т можно записать

Cos (Я eos Rt) e f ъ(и (Я сРь 9t)=5i у . cosset . иногда,ЮЯ) * (d, + d A (cps Я(-, . st 2Rt).

Появление дополнительной составляющей в детектированном сигнале

s t n 2)it (фиг. 3<Г), амплитуда которой пропорциональна перепаду 1 характеристики неравномерности ГВЗ на участке 2Йи позволяет, получить информацию об этой характеристике.

8838á0

Поскольку величина sin 2fLt связана только с перепадом Т на участке 2 ЬЮ, т.е. в пределе sin 2Qõ характеризует производную характеристики группового времени задержки от частоты g ((u)= то для получения

QL(QJ) из характеристики неравномерности ГВЗ необходимо производить операцию интегрирования L(u)) 1 L(co) а(и в исследуемой полосе частот 4l,è È .

Таким образом, для получения характеристики неравномерности ГВЗ детектированный сигнал подается на перемножитель 7 (фиг.З ) и на блок 8 фазовой автоподстройки частоты 2 Я. (фиг.ЗВ), с которого частота подается на перемножитель 7. Выделенный сигнал (фиг.Зг), т.е. характеризующий

5L(4J) подается на интегратор 9, с выхода которого сигнал, характеризующий

L (со) подается на индикатор 10. Узел б выделения несущей частоты Ио при обратном ходе частоты с 6J íà M осуществляет сброс интегратора, à также значение несущей частоты отображается на индикаторе 11. По показаниям двух индикаторов 10 и 11 получают частотную зависимость неравномерности ГВЗ исследуемого четырехполюсника.

Таким образом, отпадает необходимость во вспомогательной передаче опорного сигнала на приемную сторону, что повышает точность измерения и облегчает автоматизацию процесса изглерений.

В связи с тем, что сигнал с AM или ФМ может быть аппроксимирован суммой частотно-модулированных сигналов (мгновенная частота боковой полосы), то предлагаемый способ позволяет создать простейшие устройства грубого контроля неравномерности ГВЗ по рабочему инфор лационному сигналу, которые необходимы для коррекции частотных искажений каналов связи. Это одно из направлений применения предлагаемого способа.

Формула изобретения

1. Способ измерения неравномерности группового времени задержки в полосе частот, путем подачи на вход исследуемого четырехполюсника свипированного по частоте несущей частотно-модулированного сигнала, выделения модулирующей и несущей частот, индикации текущих значений несущей частоты и частотной характеристики неравномерности группового времени задержки, о т л и ч а ю щ и й5 с я тем что с целью повышения

1 I точности измерения, определяют ординаты частотной характеристики крутизны частотной характеристики неравномерности группового времени задержки путем измерения амплитуды и фазы второй гармоники модулирующей частоты на различных частотах измеряемого диапазона и интегрируют значения полученной частотной характеристики в пределах диапазона частот свипирования.

2. Устройство для осуществления способа по п.1, содержащее генераторы свипированной несущей и модулирующей частот, соединенные каждый

20 с соответствующими входами частотного модулятора, выход которого подключен ко входу четырехполюсника,а также частотный детектор и узел выделения несущей частоты, входы

25 ксторых объединены и подключены к выходу четырехполюсника.

Кроме того, индикаторы неравномерности группового времени задержки и несущей частоты, причем вход по-

30 следнего подключен к первому выходу узла выделения несущей частоты, о тл и ч а ю щ е е с я тем, что в него введены перемножитель, элемент фазовой автоподстройки и интегратор со сбросом, при этом первый вход перемножителя, вход элемента фазовой автоподстройки объединены и соединены с выходом частотного детектора, а выход элемента фазовой автоподстройки подсоединен ко второму

40 входу перемножителя, выход которого подключен к первому входу интегратора со сбросом, второй вход которого соединен со вторым выходом узла выделения несущей частоты, причем

45 выход интегратора со сбросом подсоединен к индикатору неравномерности группового времени задержки.

Источники информации, принятые во внимание при экспертизе

50 1 Авторское свидетельство СССР

Р 44б019, кл. G 04 F 11/10, 1974.

2. Бова Н. Г., Лайтхман И; В., Молебный В.3. Методы измерения групповой скорости и группового времени задержки. Известия ВУЗов СССР.

"Радиотехника". V!!I. Р 4, 1965, с. 395-397.

883860

Составитель В. Рябцев

Техред М.рейвес Корректор С. Шекмар

Редактор Н. Альшина

Филиал ППП "Патент", r. Ужгород, ул. Проектная,4

Эаказ 10229/72 Тираж 460 Подписное