Измеритель неравномерности группового времени запаздывания

 

ИЗМЕРИТЕЛЬ НЕРАВНШЕРНОСТИ ГРУППОВОГО ВРЕМЕНИ ЗАПАЗДЫВАНИЯ, содеЪжащий передатчик, включающий генератор фиксированной частоты,амплитудный модулятор, генератор модулирующей частоты, смеситель, генератор перестраиваемой частоты и выходной блок, причем выход генератора фиксированной частоты соединен с первым входом амплитудного модулятора, а выход генератора модулирующей частоты соединен со вторым входом амплитудного модулятора, выход последнего соединен с первым входом смесителя, выход которого соединен с выходньм блоком, а также приемник, содержащий входной усилитель, амплитудный детектор, фазовый детектор, генератор подстраиваемой частоты и фильтр низких частот, при этом выход входного усилителя соединен, со входом амтлитудного детектора, а выход последнего соединен с первым входом фазового детектора, второй вход которого соединен с выходом генератора подстраиваемой частоты, управляющий вход которого соединен .через фильтр низких частот с выходом фазового дхетектора , отличающийся тем, что, с целью повышения быстродействия , расишрения диапазона рабочих частот и расширения функциональных возможностей посредством обеспечения возможности, измерения .нелинейности фазочастотной характеристики, в передатчик введен блок линейной развертки, соединенный с управляющим входом генератора перестраиваемой частоты, выход которого соединен со О) вторым входом смесителя, а в приемник введен интегратор, панорамный индикатор и преооразователь частотаиапряжение , при зтом вход интегратора соединен с выходом фазового де- S тектора, а выход интегратора соединен с первым входом панорамного индикатора , второй вход которого соединен с выходе фазового детектора, а третий - с выходом преобразователя частота - напряжение, вход которого соединен с выходом входного 00 усилителя.

СОЮЗ СОВЕТСКИХ меям

РЕСПУБЛИН

З(5П G 04 F 10/06

ОПИСАНИЕ ИЗОБРЕТЕНИЯ

tI ABTCPCKCVIV CBCCCTCllbCTRV

- «я вяхт. «ссйс —.—..

ГОСУДАРСТВЕННЫЙ НОМИТЕТ СССР

ПО ДЕЛАМ ИЗОБРЕТЕНИЙ И ОТНРЫТИЙ (21) 3390186/18-21 (22) 05.02.82 (46) 15.05.83. Бюл. В 18 (72) .К.И. Сметанин, P.A. Сыркашев и A.-A.A. Гилис (53) 621.317.77(088.8) (56» 1. Авторское свидетельство СССР

Ю 698140, кл. H 04. В 3/46, 1979.

2. Прибор ФЧ-10. Техническое описание. (54)(57) ИЗМЕРИТЕЛЬ HEPABHONEPHOCTH

ГРУППОВОГО ВРЕМЕНИ ЗАПАЗДЫВАНИЯ, содержащий передатчик, включающий генератор фиксированной частоты,амплитудный модулятор, генератор модулирующей частоты, смеситель, генератор .перестраиваемой частоты и выходной блок, причем выход генератора фиксированной частоты соединен с первым входом амплитудного модулятора, а выход генератора модулирующей частоты соединен со вторым"входом амплитудного модулятора, выход последнего соединен с первым входом смесителя, выход которого:соединен с выходньал блоком, а также приемник, содержащий входной усилитель, амплитудный детектор, фазовый детектор, генера" тор подстраиваемой частоты и фильтр низких частот, при этом выход входного усилителя соединен,со входом.SU„„ 10181 5 A амплитудного детектора, а выход по следнего соединен с первым входом ,фазового детектора, второй вход которого соединен с выходом генератора . подстраиваемой частоты, управляющий

:вход которого соединен .через фильтр низких частот с выходом фазового детектора, отличающийся тем, что, с целью повышения быстродействия расширения диапазона рабочих частот и расширения функциональных возможностей посредством обеспечения воэможности. измерения,нелинейности фаэочастотной характеристики, в передатчик введен блок .линейной .развертки, соединенный с управляющим входом генератора перестраиваемой е частоты, выход которого соединен со

sTopIpc входом смесителя, в в совем- Q) ник введен интегратор, панорамный индикатор и реооразователь:;частотанапряжение, при этом вход ийтегратора соединен с выходом фазового де- Я тектора, а выход интегратора соеди- нен с первым входом панорамного индикатора, второй вход которого сое! динен с выходом фазового детектора, а третий - с выходом преобраэовате- 1,", ля частота — напряжение, вход которого соединен с выходом входного усилителя °

1018105

Изобретение относится к радиоиз- мерительной технике и может быть ис пользованв в измерителях неравномер ностей группового времени запаздыва ния (ГВЗ), а также измерителях нелинейности, фазочастотной характерис-. тики (ФЧХ) трактов систем связи.

Известен измеритель, содержащий передатчик, включающий генератор опорной несущей частоты, генератор измерительной råñóùåé частоты, коммутатор, амплитудный модулятор, генератор модулирующей частоты, выход. ное устройство и приемник, включаю. щий входное устройство, амплитудный детектор, фазовый детектор, полосовой фильтр. Измеритель работает по . принципу коммутации с определенным периодом несущей частоты амплитудно-модулированного (АМ) сигнала.

После прохождения такого зондирующего сигнала через исследуемую линию связи разность ГВЗ линии связей на опорной и измерительной несущей частотах проявляется в виде скачка фазы огибающей AM сигнала. Величина скачка фазы является мерой неравномерности ГВЗ линии связи на опорной и измерительной несущих частотах. В приемнике методом амплитудной демодуляции производится выделение оги« бающей, которая поступает на один вход фазового детектора. На другой вход фазового детектора поступает сигнал той же огибающей, прошедший узкополосный полосовой фильтр. Ширина полосы пропускания фильтра (dF) должна быть намного меньше частоты коммутации (K<) несущих частот (dF

Известный измеритель имеет недостатки: на высоких частотах технически очень сложно реализовать коммутацию несущих частот вследствие переходных процессов в момент коммутации; низкое быстродействие, так как частота перестройки измерительной несущей частоты должна быть намного меньше частоты коммутации, причем время измерения в полосе частот достигает от нескольких до нескольких десятков минут, при этом очень трудно проводить оперативную коррекцию частотных характеристик ГВЗ трактов систем связи.

Наиболее близким по технической сущности к изобретению являетея измеритель неравномерности ГВЗ, построенный по принципу коммутации несу щей частоты. Измеритель содержит

65 линейности фазочастотной характеристики.

Поставленная цель достигается тем, что в измеритель неравномерности группового времени запаздывания, содержащий передатчик, .включающий генератор фиксированной частоты, амплитудный модулятор, генератор модулирующей частоты, смеситель, генератор перестраиваемой частоты и выходной блок, причем выход генератора фиксированной частоты соединен с пер вым входом амплитудного модулятора, а выход генератора модулирующей частоты соединен со вторым входом амппередатчик и приемник, соединенные исследуемой линией,связи. Передатчик включает генератор фиксированной частоты, амплитудный модулятор, генератор модулирующей частоты, генератор частоты опознавания, смеситель, высокочастотный коммутатор, генератор опорной несущей частоты, генератор перестраиваемой измерительной несущей частоты и выходной блок, который обычно включает в себя фильтры, выходные усилители, аттенюаторы, согласующие каскады. Приемник измерителя включает входной усилитель, амплитудный детектор, узлы синхрони"-ации, фазовый детектор, генератор подстраиваемой частоты, фильтр низких частот, управляемый выпрямитель (2j. данный измеритель характеризуется большим временем измерения неравномерности ГВЗ в полосе частот. Частота перестройки измерительной несущей частоты должна быть минимум на порядок меньше частоты коммутации. Частота коммутации в свою очередь ограничивается переходными процессами в исследуемой линии связи и узлах измерителя. Вследствие этого время измерения в широком диапазоне частот занимает от нескольких до нескольких десятков минут. При этом крайне затруднена оперативная настройка корректора ГВЗ в линии связи. Кроме того, реализовать метод коммутации на частотах, превышающих несколько десятков мегагерц практически невозмож. но из-за переходных процессов и технической сложности высокочастотных коммутаторов. Степень фазовых искажений наряду с неравномерностью ГВЗ характеризуется отклонением фазочастотной характеристики (ФХЧ) от линейного закона, т.е. нелинейностью ФЧХ.

При этом необходимо эти обе характеристики определять одновременно, однако устройства для измерения нелинейности ФЧХ линий связи отсутствуют.

Цель изобретения — повышение быстродействия, расширение диапазона рабочих частот и расширение функциональных возможностей посредством обеспечения воэможности измерения не1018105 ратор 15, подключенный к выходу фазового детектора 12, панорамный индикатор 16, входы которого соединены с выходами интегратора 15 и фазового детектора 12, причем вход развертки панорамного индикатора 16 через преобразователь 17 частота - напряжение соединен с выходом входного усилителя 10.

Предложенный измеритель работает следующим образом.

Сигнал генератора 2 фиксированной частоты модулируется по амплитуде в амплитудном модуляторе 3 сигналом генератора 4 модулирующей частоты и поступает в смеситель 5. На другой вход смесителя 5 поступает сигнал

&0

65 литудного модулятора, выход послед- *, него соединен с первым входом смеси-: теля, выход которого соединен с выходным блоком, а также приемник, содержащий входной усилитель, ампли тудный детектор, фазовый детектор, генератор подстраиваемой частоты и фильтр низких частот, при этом выход входного усилителя соединен со входом амплитудного детектора, а выход последнего соединен с первым входом 10 фазового детектора, второй вход которого соединен с выходом генератора подстраиваемой частоты, управляющий вход которого соединен через фильтр низких частот с выходом фазового де- )5 тектора, в передатчик введен блок .линейной развертки, соединенйый с управляющим входом генератора перестраиваемой частоты, выход которого соединен со вторым входом смесителя, 20 а в приемник введен интегратор, панорамный индикатор и преобразователь частота — напряжение, при этом вход интегратора соединен с выходом фазового детектора, а выход интегратора 25 соединен с первым входом панорамного индикатора, второй вход которого соединен с выходом фазового детектора, а третий — с выходом преобразователя частота — напряжение, вход которого соединен с выходом входного усилителя.

На фиг.l.приведена структурная схема предложенного измерителя; на фиг.2 - диаграммы, поясняющие его работу. 35

Измеритель неравномерностей ГВЗ содержит передатчик 1, включающий генератор 2 фиксированной частоты, амплитудный модулятор 3, генератор 4 модулирующей частоты, смеситель 5, 40 генератор 6 перестраиваемой частоты, блок 7 линейной развертки, соединенный с генератором 4 перестраиваемой частоты, и выходной блок 8. Измеритель содержит также пРиемник 9, вклю 45 чающий входной усилитель 10, амплитудный детектор 11, фазовый детектор,, 12., генератор 13 подстраиваемой частоты, фильтр 14 низких частот, интеггенератора 6 перестраиваемой частоты.

На выходе смесителя 5 образуется .AN сигнал в необходимом частотном диапазоне. Частота генератора 6 управляется пилообраэньм сигналом блока 7 линейной развертки. Выходной. блок 8 содержит узлы, необходимые для обработки выходного сигнала смесителя

5 (фильтр, усилитель, аттенюатор).

Таким образом íà выходе передатчика

1 образуется AN сигнал,- несущая частота которого перестраивается с большой скоростью линейным законом в необходимом частотном диапазоне .

Зондирующий АИ сигнал с линии связи. поступает на входной усилитель 10 приемника 9. В амплитудном детекторе

11 выделяется огибающая AN сигнала, фаза которой содержит информацию о неравномерности ГВЗ исследуемой линии связи. Сигнал огибающей поступает на один вход фазового детектора 12, на другой вход которого поступает сигнал генератора 13, управляемого

I выходным напряжением фазового детектора 12 через фильтр 14. Частота среза фильтра 14 должна быть такой, что. бы составляющие с частотой перестройки несущей частоты и выше были подавлены. Таким образом создается сигнал опорной фазы в приемном конце линии связи. Выходное напряжение фа эового детектора 12 пропорционально величине неравномерности ГВЗ исследуемой =линии связи. При перестройке несущей частоты в панорамном индика(торе воспроизводится характеристика неравномерности ГВЗ. Время измерения не превышает нескольких десятков миллисекунд, что намного меньше чем в известном измерителе, а частотный диапазон измерителя больше частотного диапазона известного устройства.

Степень фазовых искажений наряду с неравномерностью ГВЗ характеризует:ся отклонением ФЧХ от линейного закона, т.е. нелинейностью ФЧХ.- В линиях .связи, где вход и выход разнесены на значительные расстояния, прямое из мерение ФЧХ и определение .нелинейнос-, ти ФЧХ невозможно. В предлагаемом измерителе неравномерности ГВЗ изме,рение нелинейности ФЧХ обеспечивается .введением интегратора 15. Выходное напряжение фазового детектора 12 интегрируется, что соответствует алгоритму (1) где ЬС() - частотная неравномерность

ГВЗу

Ьф() - частотная .зависимость нелинейности ФЧХ.

Принцип измерения нелинейности ФЧХ поясняется диаграммами на фиг.2.

Очевидно, 4то погрешность измерения нелинейности ФЧХ зависит от сте1O1S1O5 юру атиик ныл

ЯМ

62.1 85

ВНИИПИ Заказ 3542/47 Тираж 411 Подписное

Филиал ППП "Патент", г.Ужгород, ул.Проектная,4 пени линейности перестройки несущей частоты, т.е. линейности частотного масштаба. Ьднако существующие раэличные методы линеаризации позволяют достигнуть линейности частотного мас. штаба порядка (0,1-1)Ъ, что вполне удовлетворяет требованиям измерения нелинейности ФЧХ.

Положительный эффект достигается за счет того, что перестройка несущей частоты AN сигнала осуществляется линейно с большей скоростью,что позволяет значительно повысить быстродействие измерителя.. Введение в приемник 9 измерителя неравномерности

ГВЗ интегратора 15, панорамного индикатора 16 и преобразователя 17 позволяет измерять нелинейность ФЧХ, что значительно расширяет функционалв ные возможности измерителя.

Кроме того, заложенный в измери тель метод измерения позволяет проводить измерение неравномерности ГВЗ. о и нелинейности ФЧХ практически во всем частотном диапазоне, включая, СВЧ.