Устройство для измерения группового времени запаздывания линий связи

 

УСТРОЙСТВО ДЛЯ ИЗМЕРЕНИЯ ГРУППОВОГО ВРЕМЕНИ ЗАПАЗДЫВАНИЯ ЛИНИЙ СВЯЗИ, содержащее генератор импульсных измерительных сигналов, первый выход которого соединен через передаючий узел q линией связи, зако (роченной на выходе, второй выход генератора импульсных измерительных сигналов соединен через приемный узел с первым входом измерителя длительности интервалов, второй вход которого соединен с третьим выходом генератора импульсных измерительных сигналов, отличающееся тем,что, с целью повышения точности измерений, в него дополнительно введена дисперсионная линия задержки , причем передающий и приемный узлы содержат блоки преобразования спектров и согласования с линией связи и ,с дисперсионной линией задержки , а генератор импульсных измерительных сигналов четвертым выходом соединен через последовательно включенные дисперсионную линию задержки и передающий узел с линие.й связи и вторым входом приемного узла,второй Q и третий выходы которого соединены S5 соответственно с входом дисперсион (Л ной линии задержки и третьим входом передающего узла, выход дисперсионной линии задержки соединен с третьим входом приемного узла, второй выход передающего узла соединен с четвертым входом переменного узла .

СОЮЗ СОВЕТСКИХ

СОЦИАЛИСТИЧЕСКИХ

РЕСПУБЛИК

1(5П С 04 Г 10/06 с с

ОПИСАНИЕ ИЗОБРЕТЕНИЯ

H ABTOPCHOMV СВИДЕТЕЛЬСТВУ

ГОСУДАРСТВЕННЫЙ КОМИТЕТ СССР

ПО ДЕЛАМ ИЗОБРЕТЕНИЙ И ОТКРЫТИЙ (21) 3333559/18-21 (22) 31.08.81 (46) 15.02.84. Вюл. 9 6 (72) Э.E.Ïàøêoâñêèé (71) Винницкий политехнический институт (53) 621.317,342(088.8) (56) 1. Соловьев Н.Н. Основы измерительной техники проводной связи, ч.III ГЭИ, 1959, с.157.

2. Авторское свидетельство СССР

М 883787, кл. G 01 R 25/00, 1980 (54) (57) УСТРОЙСТВО ДЛЯ ИЗМЕРЕНИЯ

ГРУППОВОГО ВРЕМЕНИ ЗАПАЗДЫВАНИЯ ЛИНИЙ СВЯЗИ, содержащее генератор им пульсных измерительных сигналов, первый выход которого соединен через передающий узел с линией связи, эако роченной на выходе, второй выход генератора импульсных измерительных сигналов соединен через приемный узел с первым входом измерителя длительности интервалов, второй вход коÄÄSuÄÄ 1073748 А торого соединен с третьим выходом генератора импульсных измерительных сигналов, о т л и ч а ю щ е е с я тем, что, с целью повышения точности измерений, в него дополнительно введена дисперсионная линия задержки, причем передающий и приемный узлы содержат блоки преобразования спектров и согласования с линией связи и,с дисперсионной линией задержки, а генератор импульсных измерительных сигналов четвертым выходом соединен через последовательно включенные дисперсионную линию задержки и передающий узел с линией связи и вторым входом приемного узла, второй и третий выходы которого соединены 3 соответственно с входом дисперсионной линии задержки и третьим входом передающего узла, выход дисперсионной линии задержки соединен с треть- % им входом приемного узла, второй выход передающего узла соединен с чет-ф вертым входом переменного узла. с и4

Изобретение относится к измерительной технике и предназначено для измерения группового времени эапаздь»вания (ГНЗ) сигнала в линии связи.

Известно устройство для чзмерения времени распространения сигнала по линии связи, в котором время распространения определяется по разности времени распространения двух частот.

Это устройство содержит генератор постоянной частоты, генератор переменной частоты, генератор мсдулирующей частоты, преобразователь частоты магазин затуханий, сумматор, фаэовращатель, детектор и фазовый индикатор (1», Недостатками устройства являются низкая точность измерений и наличие вспомогательного канала.

Наиболее близким техническим ремением к изобретению является устройство, содержащее генератор высокой частоты, выходом соединенный с одним из входов модулятора, генератор низкой частоты, выходом соединенный со входом первого триггера и.другим входом модулятора, выход которого че реэ последовательно соединенные усилитель с автоматической регулировкой усиления (АРУ), и первый ключ соединен с линией связи, закорочвнной на приемном конце, выходы первого триггера соединены соответственно со вторыл входом первого ключа, одним из входов измерителя длительности,интервалов через первый формирователь импульсов и одним из входов второго ключа, второй вход которого

СОЕДИНЕЕ» СО ВХОДОМ ЛИНИИ СВЯЗИ ВЫХОД второго ключа непосредственно соединен со входами второго.и третьего триггеров, а через последовательно включенные детектор и второй формиро ватель импульсов соединен со вторым входом измерителя длительности интервалов с цифровым индикатором,. Вь-:— ходы второго и третьего триггеров соединены с двумя входами генератора линейно возрастающего напрюкенкя, третий вход которого соединен с Выходом источника о».орнсго напряжения а вь»ход соединен сс вторым (регулирующим) входом усилителя с APV „причем генератор низкой частоты, первый триггер H первый «орм»лрсватель импульсов образуют генератор импульсных измерительных сигналов, генератор высокой часто..ы, модулятор, ус.»вЂ” литель с лГу и первый ключ образуют передающий блок, Второй ключ, амплитУДНЬй пЕТЕКТОС. ВТОСОй фсР»ЛКРОватель импульсов, второй триггер,. тр:="тий триггер, источник опорного нагря жения, генератор линейно возрастающегo напряжения,. Образуют приемный блок.

Таким Образом, укруг»ненная.схема устройства состоит из генератора импульсных измерительных сигналов, передающего блока, прие."ного блока, измерителя длительности .Нтервалов, линки связи 2 J, Это устройство имеет недос-,àòî÷ную точность измерений, сьязанную с широкоспектральнсстью с лгнат»а,. посылаемого в линию связи,. к влиянием формы отраженного сигнала нс. точность измерении.

Цель изобретения — повы»»»ение точности измерений, заключающегося в сужении спектра, посылаемого В линию сигнала, и более точной ф: кс:ацик момента привода отражен:ol..п к.»пульса за счет его сжатия во эре.лени.

С этой целью B vcòpoécòBo для измерения группового времен»л,апаздыBBHHH лин Ий св язи, содержащBc ген ератОр импульсных измерит яьных сиг налов, первый выход которогс соединен через передающий узел с линией связи, закороченной на выходе, Второй выход генератора -мпульсных измеря.:-.ельных сигналов соединен через приемный узел с первым входом измерителя длительности интервалов, второй вХод которого соединен с третьим выходом генератора импульсных измерительных сигналов, введена дисперсионная линия задержки, причем tпередаю»ций к приемный узлы содержат бло»<к преобразования спектров и согласования с линией связи и дисперсионной линией задержки, а генератор импульсных измерительных сигналов четвертым выходом соединен через последовательноо соединенные дисперсион»-ую линию загержки и передаю»»»ий узел с линией связи H вторым в ходом прием— ного узла,, второй и третий выходы которого, соединены соответственно с входом дисперсионной линии задержки к третьим входом передающего узла, . ыхОД дисперсиОннОЙ лкнкк задержки оединен с третьим входом прие»иного узла,, второй выход передающего узла соединен с четвертым входом приемноГо узла.

На фиг„ 1 приведена структур»»ая схема устройства; на фиг. 2 и 3 диаграммы напряжений, иллюс.-рирующие принцип его работы.

Устройство содержит генератор 1 импульсных измерительных сигналов, дисп -pcHGHíólo линию 2 задержки, передающий,."зел 3 с линией л связи, прие .ны»- узел 5, измеритель 6 длить:ь ости Временпых инте-, валов„ "енератОр 1 HMIgëьснь»х Hзмсркт=..i.ьных скг— налов Од »»::" »э cBGH:: выходов сс диненный через:ос -.еде--.—.. зл :-.: -.клю— ченные дисперсис:;"у:о;:-..-.»Кю: =,:-,ержки и передающий .;Зе;» 3 с к»»и.- » связи, и с первы»л»»х,:,»,:;. :. прие;".;-:Ого узла 5, три выход= к: с:ро. о сединены со входом измерите я 6»кге.—.ь. HocTH интерВалОВ входом,. H::..з :" Ioti 1073740 ной линии 2 задержки и третьим входом передающего узла 3, выход диспер- сионной линии 2 задержки соединен со вторым входом приемного блока 5, второй выход передающего узла 3 соединен с третьим входом приемного узла 5, а три других выхода генератора

1 импульсных измерительных сигналов соединены с первым входом передающего узла 3, четвертым входом приемного узла 5 и вторым входом измерителя 6 длительности интервалов.

Устройство работает следующим образом.

На одном из выходов генератора 1

1 5 импульсных измерительных сигналов образуется импульсная последовательность (фиг. 2а), иэ которой формируется короткий зондирующий радиоимпульс (фиг. 26) с частотой заполне.- ия равной частоте колебаний генера- о тора опорной частоты шо„, входя. его в состав генератора 1 импульсных измерительных сигналов. Этот радионмпульс подается на вход дисперсионной линии 2 задержки, дисперсионная характеристика которой линейна B окрестностях частоты ш„ч, В результате возбуждения дисперсионной линии 2 задержки на выходе ее появляется задержанный растянутый радиоимпульс. ЗП

Так как этот импульс приносит всю информацию, содержащуюся в полссе узкого входного импульса, а пол -ca частот растянутой огибающей значительно уже, то растянутый импульс 35 имеет частотную модуляцию в полосе частот сов — ыд . Если середина линейного участка дисперсионной линии 2 à.ï"=-ð:æêè совпадает с опорной часто- те.". и><>ц, то задержанный импульс име- ро ет симметрично расположенный относительно этой частоты спектр с полосой ив- и п, где разность и в — orï — р4. эависйт от скорости,и изменения мгновенной угловой частоты и соответствующей углу наклона дисперсионной характеристики, используемой в устрой— тве дисперсионной линии 2,задержки.

Задержанный импульс, имеющий линейную частотную модуляцию, дает огибающую амплитудного спектра крямоуголь ной формы, которая, однако, приводит к появлению боковых лепестков значительного уровня у сжатого импульса вида Йл х /х. Для уменьшения влияния боко-=ых лепестков в предлагае- 55 мом устройстве используется весовая часто. ная обработка растянутогo импульса в передающем узле 3. Растянутый импульс поступает на вход а передающего узла 3 (фиг. 1) где осу- Я) ществляется его весовая обработка для уменьшения пульсации спектра.

Такая обработка осуществляется в фильтре, настроенном на частоту tuzz« входящем в состав передающего узла 3, приводит к увеличению времени нарастания огибающей частотно-модулированного радиоимпульса, т.е. к ограничению спектра. Такое ограничение спектра импульса уменьшает уровень паразитных боковых лепестков при последующем временном сжатии отраженного сигнала в приемном узле 5 и одновременно уменьшает влияние переходных процессов в линии 4 на точность измерений ° Далее в передающем узле 3 этот сформированный радиоимпульс (фиг. 2в) переносится с частоты ж ц на частоту работы линии 4 связи с одновременной инверсией закона частотной модуляции радиоимпульса. Такая инверсия позволяет получить эффект сжатия. Переход на частоту работы линии связи осуществляется за счет пропускания этого сигнала через смеситель, входящий в состав передающего узла З,в котором выходная цепь в виде полосового фильтра, настроена ца нижнюю боковую полосу, т.е. на разностные частоты. Симметричная инверсия модуляции имеет место в том случае,. если частота напряжения внутреннего генератора высокой частоты жв передающего узла 3, подаваемого на смеситель этого блока, превышает любую компоненту частотно-модулированного сигнала с полосой и „.-Ьнперенесенного на центральную частоту о,„ Частота колебаний ивц генератора высокой частоты, входящего в состав передающего узла 3, выбирается такой, чтобы ее разность с частотой м ц генератора опорной частоты соответствовала рабочей частоте линии 4 связи, т.е„ u) ы ц — оч

Полоса рабочих частот линии 4 связи должна соответствовать полосе частот пропускания полосового фильтра, нагружающего смеситель передающего узла 3.

Использование инверсии боковой полосы позволяет изменить направление внутриимпульсной частотной модуляции и использовать одну дисперсионную линию 2 задержки как для растяжения при подаче зондирующего сигнала в линию 4 связи, так и для сжатия сигнала при его приеме после отражения от конца линии 4 связи, если произвести переход на частоту работы дисперсионной линии 2 задержки. Далее в передающем узле 3 радиоимпульс усиливается в усилителе с АРУ и подается в линию 4 связи, что обуславливается подачей на вход б передающего узла 3 (фиг. 1) импульса (фиг. 2а, 1 период) с другого выхода генератора 1 импульсных измерительных сигналов. Импульсная характеристика этого сформированного зондирующего линию 4 связи сигнала по своеку временному положению и форме подобна изображенному на фиг. 2в с такой раэ1OV3 4e ницей, что центральная частота его внутриимпульсного заполнения соответствует частоте работы линии 4 связи, а закон частотной модуляции об. ратный ему.

Амплитудный спектр этого импульса показан на фиг. За сплошной линией, а спектр симметричный ему — справа от точки - вц, пунктирной линией. Усилитель с АРУ управляется сигналом, поступающим с одного из выходов приемного узла 5 на вход 8 передающего узла 3. Уровень этого сигнала зависит от амплитуды отраженного сигнала. Это позволяет устранить влияние затухания, вносимого линией 4 связи, на точность измерений.

Сигнал, отраженный от конца линии 4 связи, поступает на вход а приемного узла 5 за счет подачи на вход б импульса с третьего выхода генера- 2О тора 1 импульсных измерительных сигналов, соответствующего второму периоду импульсной последовательности (фиг. 2а), проходит в приемный узел для дальнейшей обработки. В приемном 25 узле 5 этот радиоимпульс смешивается с сигналом генератора высокой частоты вц, поступающим на вход в этого блока с одного из выходов передающего узла 3. Из напряжения на выходе смесителя с помощью фильтра, настроенного на частоту генератора опорной частоты, выделяется частотно-модулированный радкокмпульс с центральной частотой ь.с„, соответствующей средней частоте работы дксперсионной ли35 нки 2 задержки (фиг. 2г), Таким образом, в приемном узле 5 осуществляется перенос частотно-модулированного колебания с частоты работы линии

4 связи ю на центральную частоту работы дисперсконной линии 2 задержки.

Радиоимпульс, закон частотной мо дуляции в котором за счет рассмотренного ранее процесса инверсии в пере- 45 дающем узле 3 имеет функцию частотной внутриимпульсной модуляции (фиг. Зб) обратную функции изменения задержки в дисперсконной линии задержки (фиг, Зв), Этот радиоимпульс 50 с выхода г приемного узла 5 поступает на вход дисперсконной линии 2 задержки, где происходит его временное сжатие, так как зависимость задержки в ней от частоты противоположна заксну частотной мaöóëÿöèè сигнала.

Этот сжаты.-:. импульс (фиг. 2д) с выхода дисперсконной линии 2 задержки (фкг. 1 поступает на вход д приемного блока 5, где путем ограничения и формирования кз него образуется короткий импульс (фиг. 2е) . Этот импульс с выхода е блока 5 (см.фиг.1) поcòóïàåò на один кз входов измерителя 6 длительности интервалов, фиксируя момент конца измерений, Импульс начала измерений образуется на четвертом выходе генератора импульсных измерительных сигналов одновременно с образованием зондирующего радиоимпульса (фиг. 2б) и подается на другой вход измерителя б длительности интервалов (фиг. 1) .

Таким образом, в измерителе 6 длительности импульсов эафкксируется время GT момента посылки зондирующего радиоимгульса до момента прихода сжатого импульса равное сумме удвоенного времени задержки скгнала в дисперсионнок линии задержки 2 дрз и удвоенного времени распространенйя частотно-модулированного импульса по линии связи 21: Ф з„, -2t»3+2n

Ф с

Так как дисперсионЙая линия задержки работает на стабильной частоте, то время задержки сигнала в ней постоянно, независимо от рабочей частоты линии связи, и ezo величина известна, т. е. 2 n»=C.

Тогда время распространения сигнала с блкэкимк частотами полинин 4 связи,, т.е. ее групповое время запаздывания (ГВЗ), равно

-2t иэм,4лз гезлс 2 " из и

Таким образом, для получения ГВЗ линки связи кз половины эафикскрованного в измерителе б временк следует вычесть постоянное число С, что не трудно автоматизировать.

Так как огибающая импульса, посылаемого в линию 4 связи, не имеет резко изменяющихся во времени участков, то это уменьшает влияние переходных процессов в линии 4 и узлах устройства.

Таким образом, повышение точности в устройстве достигается тем, =то в качестве испытательного сигнала используется расширенный в дисперсионной линии 4 задержки, а затем сформкрованный частотно-модулиро анный радиоимпульс, имеющий более узкий спектр, а также тем, что прк пркеме сигнала используется временное сжатие сигнала, отраженного от конца несогласованной лкнии связи с помощью, TGI) же дисперсионной линки задержки„

Указанные особенности устройства позволяют повьк кть тонн Ост к 3Мер8 ний ГВЗ в 5-10 раз.

Таким сб ., :-, м, э-. "..чет введения доп олн и тель ных: з.гз -, >: "p ç.—: влияние широкос;.::.ктрал ь но =тк и с ы ательного сигнала к фс;,.ы его ог.;бающей на точность измpð;=ëкй гру III080I времени эапаэдыва;- -::., л:--:ник .-..вязк.

1073748

t щи.= 2 0а+ 2tnc

ВНИИПИ Закаэ 328/47 тираж 408 Подписное

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