Коммутационный измеритель времени задержки

 

ОП ИСАЙ И Е (,1005289

ИЗОБРЕТЕН ИЯ

Союз Советских

Социалистических

Респубяии

К АВТОРСКОМУ СВИДЕТЕЛЬСТВУ (61) Донолиительиое к авт. саид-ву - . (22) Заявлено 06.07. 81 (21) 3312625/1 8-21 (5l)M. Кл.

Н 03 К 5/13 с ярисоедииениеи заявки М

Гавудвфстеаеыб квинтет

CCCP йа аман изебретевкй и етхрмтий (23) Приоритет

Опубликовано 15.03.83. Бюллетень J5 10 (53) УД К 621. 318..5(088. 8) Дата опубликования оиисаиия 15.03 .83 .Ф t7у, - :;- ;1,". 1

Киевский технологический институт легкой промййленности (7l ) Заявитель

1 (54) КОИИУТАЦИОННЫЙ ИЗИЕРИТЕЛЬ ВРЕИЕНИ ЗАДЕРЖКИ

Изобретение относится к радиоизмерительной технике и может быть использовано при высокочастотных измерениях времени задержки в электри ческих цепях, имеющих большую йеравномерность амплитудно-частотной характеристики (многозвенные фильтры, магазины задержки, широкополосные трансформаторы, апериодические RCили RL-.ýâåíüÿ, электроакустические линии задержки и т.п.), Известен способ определения времени задержки, основанный на измерении периода следования импульсов при совпадении их во времени, предыдуще"

ro и последующего с выхода и входа контролируемой электрической цепи1,1$, Точность определения времени задержки по указанному способу зависит в основном от точности индикации 20 совпадения импульсов, т.е. момента отсчета периода их следования по шкале либо табло измерителя периода.

При использовании в качестве такого

2 индикатора совпадения двухлучевого осциллоскопа точность определения задержки будет невелика из-за неидентичности фазовых характеристик входных цепей/усилителей. вертикального отклонения лучей осциллоскопа, Наиболее близким по технической сущности к изобретению является коммутационный измеритель времени задержки, содержащее генератор видеоимпульсов, соединенный с двумя высокочастотными генераторами, низко- частотный коммутационный генератор, коммутатор, управляющим входом подключенный к выходу низкочастотного . коммутационного генератора, входную клемму контролируемой цепи, соединенную со входами широкополосного аттенюатора и выходами коммутатора, детектор, входом соединенный с выходной клеммой контролируемой цепи, выходом - с фильтром частоты коммутации, и цифровой частотомер.

Данному устройству присущи следующие неДостатки: трудность измерения малых задержек, длительность которых соизмерима с длительностью ра" диоимпульсов, в периодических звеньях из-эа отсутствия на их амплитуднонастотных характеристиках точек равного затухания для двух маниФ пулируемых частот радиоимпульсов не10 возможно измерение времени задержки, необходимость ручной .регулировки частот двух высокочастотных генераторов на точках равного затухания контролируемой цепи, дополнительная по" грешность измерения из-за дисперсии времени .задержки при манипулировании частоты заполнения. радиоимпульсов в широком частотном интервале.

Цель изобретения - автоматизация измерения и повышение точности. мени задержки, содержащий два высокочастотных генератора, коммутационный генератор, первый коммутатор, входами соединенный с выходами двух высокочастотных генераторов, управляющим входом подключенный к выходу коммутационного генератора, входную клемму контролируемой цепи, соединенную. со входом широкополосного аттенюатора, и выходом первого коммутатора, фазовый детектор, одним входом. соединен" ный с выходной клеммой контролируемой цепи, выходом - с фильтром частоты коммутации и цифровой частотомер, введены блок задержки., второй коммутатор, синхронный детектор, баланс" ный смеситель и фильтры нижних частот, при этом входная клемма контролируемой цепи соединена со входом блока задержки, выход которого соединен с одним из входов второго коммутатора, другой вход которого подключен к выходу широкополосного аттенюатора, выход второго коммутатора подключен ко второму входу фазового детектора, выход фильтра частоты коммутации подключен к входу синхронного детектора, управляющий вход которого соединен с управляющим входом второго коммутатора и выходом коммутационного генератора, выход синхронного детектора соединен с управляющим входом второго высокочастотного генератора, управляющий вход первого высокочастотного генератора через первый фильтр нижних частот соединен с выходом фаПоставленная цель достигается тем, что в коммутационный измеритель ape""

05289 4 зового детектора, а выходы высокочастотных генераторов соединены со, входами балансного сиесителя, выход которого через второй фильтр .нижних частот подключен к одному входу цифрового частотомера, другой вход которогО подключен к выходу высокочас,татног а генератора, На . фиг . 1 представлена функцио11 нальная схема коммутационнрго измерителя времени задержки, на фиг. 2зпвры напряжений, поясняющие работу этого измерителя.

Управляемые по частоте высокоча 5 стотные генераторы 1 и 2 своими выходами соединены со входами автома» тического коммутатора 3. Входная. клемма контролируемой цепи 4 соединена со входом широкополосного аттеню;и атора 5 и.выходом автоматического . коммутатора 3,.она также соединена . со входом блока 6 задержки, выход которого ;оединен с одним из входов второго коммутатора 7., другой вход

g$ которого соединен с выходом широко.полосного аттенюатора 5, фазовый детвйтор 8 одним входом соединен с

Bblxîäêîé клеммой контролируемс и цепи

4. Выход фазового детектора 8 совди. нен со входом первого. фильтра 9 нижних частот и с входои фильтра 10 частоты коммутации. Выход автоматического ком:мутатора 7 подключен к второму входу фазового детектора 8. Выход, фильтра

10 частоты коммутации подключен к входу синхронного детектора ll,.управляющий вход которого соединен с управляющими входами автоматических коммутаторов 3 и 7 и выходом коммутационного генератора 12. Выход синх46 ронного детектора 11 соединен с управляющим входом генератора 2. Управляющий вход генератора 1 соединен с выходом фильтра 9 нижних частот.

Выходы генераторов 1 и 2 соединены

45 со входами балансного смесителя l3, выход которого через второй фильтр

14 нижних частот соединен с одним входом цифрового частотомера 15.

Другой вход цифрового частотомера

15 подключен к выходу генератора 2.

Коммутационный измеритель времени задержки работает следующим обзом.

Высокочастотные колебания равных амплитуд (фиг, 2 )

U„= U „cos (uu<4+ 9„)

0 = 0 co (Q)gt

5 1005289 6 генераторов 1 и 2 поочередно через В результате- непрерывной работы автоматический коммутатор 3, управ- коммутаторов 3 и 7 на выходе фазоволяемый низкочастотным напряжением го детектора 8 наряду с постоянной

0, йоступают на входную клемму кон- возникает и переменная составляющая

Эу тролируемой цепи 4. Одновременно $ напряжения частоты коммутации с амманипулированное по частоте напряже- плитудой ние Ug, состоящее из пакетов напряже- К ний 0, 0 воздействует на вход широко- g g Г О 1" 0-- )1 °

Автоматическая подстройка частоты CV генератора 1 обеспечивает. работу фазового детектора 8 вблизи нупроходят пакеты напряжений 0 и 0 пряж """ 0-1 " 2..i ля, T.e. Ha линейном участке прео6задержайные во времени раэовательной характеристики. Поэтоц gpq(i5„(%-C)&q3 му амплитуда переменного напряжения г ° . 1 а при услОВии Д Г<Г 21ф имеет вид (0) -(ЩХ+ (g)

Переменное напряжени е 0 в выделяется фильтром 1 0 частоты коммутации и выпрямляется синхронным детектором 11. Выпрямленное напряжение U ло воздействует на управляющий вход генератора 2, изменяя его частоту

Ю до значения, при котором напряжение Ц приблизится к нулю., Пренебрегая статизмом системы автоподстройки частоты, получаем (CU„-® )Y+ Ю Ь=О, откуда измеряемое время задержки =BY

®2

C6g- (Щ

SS где д Г- известная задержка, вносимая звеном 6, выбираемая иэ условия Ь Г(c тс/

Напряжения 0 - и 0 поочередно воздействуют на один вход фазового де, .тектора 8. На другой вход фазового детектора 8 поочередно воздействуют пакеты напряжений 0 и 0 т, прошедшие соответственно через аттенюатор

5.или блок.6 задержки с помощью автоматического коммутатора 7.

В один полупериод коммутационного напряжения 0>, частота Я. которого выбрана значительно меньше частоты генераторов 1 и::2 (ЯсХ ф Я. сйД, на,М входы фазового детектора 8 воздействуют пакеты напряжений 0 с выходной клеммы контролируемой цепи 4 и напряжения 06 с выхода детектора 8 образуется постоянное напряжение ЭЗ

11 = — COS (ЮД, 1 К4 где К - коэффициент преобра зова ния

1 фазового детектора 1 В/рад). 40

Напряжение 0 через фильтр 9 ниж-! t них частот воздействует на управляющий вход генератора 1, изменяя его частоту Qjq до значения, при котором это йапряжение будет минимальным. За iS несколько часов тактов коммутации это напряжение практически становится близким к нулю (0 ФО).

В другой полупериод коммутации на выходе фазового детектора 8 образу-30 ется напряжение

Колебания генераторов 1 и 2 смешиваются в балансном смесителе 13.

Вторым фильтром 14 нижних частот выделяются колебания разностной частотыЮ - Ю, которые поступают на один из входов цифрового частотомера 15. На другой вход частотомера

15 поступают колебания генератора

2 с частотой Ю . При работе частотомера 15 в режиме измерения отношения частот W

В качестве блока с известной задержкой может быть использована, например, интегрирующая RC-цепь из стабильного резистора R и конденсатора С (К&ВС).

Таким образом, данный измеритель позволяет полностью автоматизировать процесс измерения, За счет автоматической настройки высокочастотных ге7 l 005289 8 нераторов на близкие частоты устране- стот, прй этом входная клемма контрона погрешность от дисперсии времени лируемой цепи соединена с входом блоэадержки контролируемой цепи. Сравне- ка задержки, выход которого соединен ние пакетов по фазе повышает помехо- с одним из входов второго коммутатозащищенность измерителя времени за- g ра, другой вход которого подключен держки и расаиряет диапазон измеря- к выходу широкополосного аттенюатора, емых значений в области малых зна- . выход второго коммутатора подключен чений. Сняты ограничения ив форму к второму входу фазового детектора, амплитудно-частотной характеристики ., вьиод. фильтра частоты коммутации подконтролируемой цепи, что. позволяет.- 11 ключен к входу синхронного детектоиэмерять задержку аяериодических эве» ра, .упраляюфюй:-вхсщ которого соеньев. . динан с óâðàâëæàöèè входом, второго ко Юмутвтора и выходом коммутационно.го:. енератора,- выход сийхронного деформула изобретения .Ю тектора соединен в управляющим входом второго высокочастотного генера Коммутационный измеритель- време тора.,- управляющий вход первого выни задержки, содержащий два высоко- сокочастотного генератора через перчастотных генератора, коммутационймй вый фильтр-нижних частот. соединен с генератор, первый коммутатор,-.входами 35 выходом: фазового детектора, а выходы соединенный с выходами двух высокоча- вйсокочастотных генераторов. соединены стотных генераторов,.управляющим вхо- с. входами балаисного смесителя, выход дом подключенный к выходу коммутвцион- которого через второй филйгр нижних ного генератора, входную клемму конт- .частот подключен к одйому входу цифролируемой цепи, соединенную с входам И рового частотомера, другой вход коширокополосного аттенюатора и выходом tQpolo подключен к выходу второго выпервого коммутатора, фазовый детектор, сокочастотного генератора. одним входом соединенный с выходной клеммой контролируемой цепи, выходом- Источники информации, с фильтром. частоты. коммутации, и циф-. щ принятые во внимание при зкспертизе ровой частотомер, о т л и ч а ю - 1. Измерения в электронике. Справоч шийся тем, что, с целью автомати- иик под ред. 6.А.Доброхотова, И.-Л., эации измерения и повывения точности, энергия", f965, т. 2, с. 44, рис.l0введены блок задержки, второй коммутатор, синхронный детектор, баланс 2. Авторское свидетельство СССР ный смеситель и .фильтры нижних ча" Ю 48l995, кл, Н 03 К 5/ l3, 08.10.73.

> соу8ч

1005289

1

Составитель Н.Агеева

Редактор А.Долинич Техред А.Бабинец Корректор Н.Король

Заказ 1924/76 Тираж 934 Подписное

ВНИИПИ Государственного комитета СССР по делам изобретений и открытий

113035, Москва, N-35, Раушская наб,, д, 4!5

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