Устройство для поверки измерителей группового времени запаздывания

 

УСТРОЙСТВО ДЛЯ ПОВЕРКИ ИЗМЕРИТЕЛЕЙ ГРУППОВОГО ВРЕМЕНИ ЗАПАЗДЫВАНИЯ , содержащее два модулятора, первый из которых вторым входом подключен к выходу образцовой линии задержки , а выходом - к первой клемме для подключения входа измерительного канала поверяемого измерителя, первый амплитудный детектор выходом соединен с входом первого фильтра , второй модулятор выходом подключен через последовательно соединенные второй амплитудный детектор и второй фильтр ко второй клемме для подключения входа опорного канала поверяемого измерителя, отличающееся тем, что, с целью повьшения точности поверки измерителей в диапазоне высоких и сверхвысоких частот, в него введены генераторы высокой и низкой частот, два сумматора, два-амплитудных детектора, два фильтра и два усилителя с регулируемыми коэффициентами усиления, причем генератор высокой частоты выходом подключен одновременно к первым входам первого и второго модуляторов , выход генератора низкой частоты подключён неп(эсредственно к первьм входам первого и второго сумматоров , выход первого сумматора подключен к входу образцовой линии задержки, а также через последовательно соединенные третий амплитудный детектор и третий фильтр - к управляющему входу первого усилителя с регулируемым коэффициентом усиления , сигнальным входом подключен (/) ного к выходу первого фильтра, а выходом - ко второму входу первого сумматора, вход первого амплитудного детектора соединен с первой клеммой для подключения входа измерительного канала поверяемого измерителя , а выход второго сумматора подключен к второму входу второго модулятора, а также через последовательно соединенные четвертки амплитудный детектор и четвертый фильтр - к управляющему входу второго усилителя с регулируемым коэффициентом усиления, сигнальным входом подключенного ко второй клемме для подключения опорного канала поверяемого измерителя, а выходом - ко второму входу второго сумматора..

1112 2 А

СОЮЗ СОВЕТСНИХ

СОЦИАЛИСТИЧЕСКИХ

РЕСПУБЛИК (l9) (11) 3f51) 0 О1 R 35/00

Ж « Я031!:

ОПИСАНИЕ ИЗОБРЕТЕНИЯ

К АВТОРСКОМУ СВИДЕТЕЛЬСТВУ

БИЫИОТЕ

ГОСУДАРСТВЕННЫЙ КОМИТЕТ СССР

ПО ДЕЛАМ ИЗОБРЕТЕНИЙ И ОТКРЫТИЙ (21) 3553601/18-21 (22) 08.02.83 (46) 07.09.84. Бюл, ¹ 33 (72) А.И. Гуцало (71) Винницкий политехнический институт (53) 621.317.761(088.8) (56) 1 ° Соловьев H.Н; Измерительная техника в проводной связи, ч.1, М., "Связь", 1968 r. с. 380.

2. Авторское свидетельство СССР № 892393, кл. С 01 R 35/00, 1980. (54)(57) УСТРОЙСТВО ДЛЯ ПОВЕРКИ ИЗМЕРИТЕЛЕЙ ГРУППОВОГО ВРЕМЕНИ ЗАПАЗДЫВАНИЯ, содержащее два модулятора, первый из которых вторым входом подключен к выходу образцовой линии задержки, а выходом — к первой клемме для подключения входа измерительного канала поверяемого измерителя, первый амплитудный детектор выходом соединен с входом первого фильтра, второй модулятор выходом подключен через последовательно соединенные второй амплитудный детектор и второй фильтр ко второй клемме для подключения входа опорного канала поверяемого измерителя, о т л и— ч а ю щ е е с я тем, что, с целью . повьппения точности поверки измерителей в диапазоне высоких и сверх высоких частот, в него введены генераторы высокой и низкой частот, два сумматора, два амплитудных детектора, два фильтра и два усилителя с регулируемыми коэффициентами усиления, причем генератор высокой частоты выходом подключен одновременно к первым входам первого и второго модуляторов, выход генератора низкой частоты подключен непосредственно к первым входам первого и второго сумматоров, выход первого сумматора подключен к входу образцовой линии задержки, а также через последовательно соединенные третий амплитудный детектор и третий фильтр - к управляющему входу первого усилителя с регулируемым коэффициентом уси- Я ления, сигнальным входом подключенного к выходу первого фильтра, а выходом — ко второму входу первого сумматора, вход первого амплитудного детектора соединен с первой д клеммой для подключения входа измерительного канала поверяемого измерителя, а выход второго сумматора подключен к второму входу второго модулятора, а также через последо" вательно соединенные четвертью амl плитудный детектор и четвертый фильтр — к управляющему входу вто- рого усилителя с регулируемым коэффи. циентом усиления, сигнальным входом подключенного ко второй клемме для подключения опорного канала поверяемого измерителя, a выходом — ко второму входу второго сумматора.

11 17329

25

55

Изобретение относится к измерительной технике и может найти широкое практическое применение для поверки измерителей группового времени запаздывания.

Известно устройство поверки измерителей группового времени запаздывания, содержащее отрезки коаксимального кабеля нормальной или спес циальной конструкции и ряд Р«улиру емых сопротивлений нагрузки (1) .

Недостатком этого устройства является низкая точность поверки, обуслонленная сложностью согласования кабеля и нагрузки в широком диапазоне частот.

Известно также устройство, содержащее поверяемый измеритель группового времени запаздывания, первым выходом подключенным через последовательно соединенные первый амплитудный детектор, первый фильтр и образцовую линию задержки к одному из входов первого модулятора, вторым входом соединенного со вторым входом .второго модулятора и вторым ныходом поверяемого измерителя группового времени запаздывания, выход первого модулятора соединен с первой клеммой для подключения нхода измерительного канала поверяемого измерителя, третий выход которого подключен к первому входу второго модулятора, выходом подключенным через последовательно соединенные второй амплитудный детектор и второй фильтр к нторой клемме для подключения входа опорного канала поверяемого измерителя (2) .

Недостатком известного устройства является возникновение в диапазоне высоких и сверхвысоких частот дополнительной погрешности, обусловленной флюктуацией частотной неравномерности группового времени эапаздявания входящих в устройство уз.лов.

Целью изобретения является повышение точности поверки измерителей группового времени запаздывания в диапазоне высоких и сверхвысоких частот, Поставленная цель достигается тем, что в устройство для поверки измерителей группового времени запаздывания, содержащее два модулятора, f первый иэ которых вторым входом подключен к выходу образцовой линии задержки, а выходом - к первой клемме для подключения входа измерительного канала поверяемого измерителя, первый амплитудный детектор выходом соединен с входом первого фильтра, второй модулятор выходом подключен через последовательно соединенные нторой амплитудный детектор и второй фильтр ко второй клемме для подключения входа опорного канала поверяемого измерителя, введены генераторы высокой и низкой частот, два сумматора, два амплитудных детектора, два фильтра и два усилителя с регулируемыми коэффициентами усиления, причем генератор высокой частоты подключен одновременно к первым входам первого и второго модуляторов, выход генератора низкой частоты подключен непосредственно к первым входам первого и второго сумкаторов, выход первого сумматора подключен к входу образцовой линии задержки, а также через последовательно соединенные третий амплитудный детектор и третий фильтр — к управляющему входу первого усилителя с регулируемым коэффициентом усиления, сигнальным

З0 входом подключенного к выходу перЪ ного фильтра, а выходом — ко второму входу первого сумматора, вход первого амплитудного детектора соединен с первой клеммой для подключения входа измерительного канала поверяемого измерителя, а выходом второго сумматора подключен к второму входу второго модулятора, а также через последовательно соединенные четвертый амплитудный детектор и четвертый фильтр — к управляющему входу второго усилителя с регулируемым коэффициентом усиления, сигнальным входом подключенного ко второй клемме для подключения опорного канала поверяемого измерителя, а выходом — ко второму входу сумматора.

На чертеже приведена структурсная схема устройства для поверки

50 измерителей группового времени запаздывания. с

Устройство содержит генератор 1 высокой частоты, первый модулятор 2, генератор 3 низкой частоты, первый сумматор 4, образцовую линию 5 задержки с блоком коммутации, клемму 6 для подключения входа измерительного канала поверяемого измерителя, 1112329 з первый амйлнтудный детектор 7, пер- . вый фильтр 8, первый усилитель 9 с регулируемым коэффициентом усиления, второй амплитудный детектор 10, вто рой фильтр 11, второй сумматор 12, второй модулятор 13, третий ампли- . тудный детектор 14, третий фильтр

15, вторую клемму 16 для подключения входа опорного канала поверяемого измерителя группового времени запаздывания, второй усилитель 17 с регулируемым коэффициентом усиления, четвертый амплитудный детектор

18 и четвертый фильтр 19.

Генератор 1 высокой частоты выходом подключен к одному из входов модулятора 2, второй вход которого подключен к выходу генератора 3 низкой частоты через последовательно соединенные первый сумматор 4 и образцовую линию 5 задержки, выход модулятора 2 через последовательно соединенные клемму 6 для подключения входа измерительного канала поверяемого измерителя, первый детектор 7 и первый фильтр 8 подключен к сигнальному входу первого усилителя

9 с регулируемым коэффициентом усиления, выход которого подключен к второму входу первого сумматора 4, выходом подключенного через последовательно соединенные третий детектор

14 и третий фильтр 15 к управляющему входу первого усилителя 9 с регулируемым коэффициентом усиления, второй сумматор 12 первым входом подключен к выходу генератора 3 низкой частоты, а выходом — к одному иэ входов второго модулятора 13 вторым входом соединенного с выходом генератора I высокой частоты, выход второго модулятора 13 через последовательно соединенные второй детектор 10, второй фильтр 11 и вторую клемму 16 для подключения входа опорного канала поверяемого измерителя подключен к сигнальному входу второго усилителя 17 с регулируемым коэффициентом усиления, выход которого подключен к второму входу второго сумматора 12, выходом подключенного через последовательно соединенные четвертый детектор 18 и четвертый фильтр 19 к управляющему

1 .входу второго усилителя 17 с регули:руемым коэффициентом усиления.

Принцип действия устройства поверки заключается в следующем.

Высокочастотный сигнал с выхода генератора 1 высокой частоты поступает на первый вход модулятора 2.

В качестве модулирующей функции высокочастотного сигнала служит сигнал, поступающий на второй вход модулятора 2 с выхода генератора 1 низкой частоты через первый сумматор 4 и образцовую линию 5 задержки. Выходt0 ной сигнал модулятора 2 можно представить в виде еы т2 -(а5 о й1 Чо Ч1 "311

С") Из выражения (1) следует, что

15 огибающая испытательного сигнала кроме начального фазового сдвига ( о н времени задержки, вносимого образцовой линией задержки 5, содержит также дополнительный фазовый сдвиг

20 вносимый модулятором 2, который обусловлен неравномерностью его фазочастотной характеристики. Это приводит к тому, что при поверке измери25 телей в диапазоне высоких и сверхвысоких частот проявляется значительная флюктуация частотной неравномерности группового времени запаздывания испытательного сигнала.

Для стабилизации этой неравномерности и ее уменьшения испытательный сигнал поступает на вход детектора 7, на выходе которого с помощью фильтра 8 выделяется первая гармоника огибающей. Так как флюктуация частотной

35 неравномерности группового времени запаздывания проявляется в изменении фазы огибающей относительно фазы Що модулирующе"o сигнала, то выделечная на выходе фильтра 8 огиба40 ющая поступает через усилитель 9 с регулируемым коэффициентом усиления на второй вход сумматора 4, выходное . напряжение которого с учетом инвертирования огибающей на выходе усилителя 9 можно представить в виде

0 0 - Ы

0gUsjn М-си-сЬ 0 -U,ÑO Ö,- +Л. ) ®

Учитывая, что (р, — (уоа< 1 и принимая в начальный момент времени ь 0

Э выражение (2) можно представить в ,виде

Ug=U sin nt — Ыо(ц цо )) и, SS,,где 0 — амплитуда выходного напряжения сумматора 4, которая является постоянной при изменении фазы ф моГО дулирующего сигнала.

1112329

Выходное напряжение сумматора 4 поступает через образцовую линию 5 задержки на второй вход модулятора 2, а также непосредственно на вход детектора 14, на выходе которого с помощью фильтра 15 выделяется постоянное напряжение, которое служит в качестве регулирующего напряжения и подается на управляющий вход .усилителя

9 с регулируемым коэффициентом усиления.

При постоянстве амплитуды Ll выходного напряжения сумматора 4 будет изменяться фаза напряжения U, на выходе усилителя 9 с регулируемым коэффициентом усиления

U(Ь О 5+- — во ц -ц ф (-<(=0(б(п Q. + () °

30

Полагая начальную фазу модулирующего сигнала (уо = О, получаем

U0Ä .

Ц,= с(ГС1,, 5(A Ц), 0 25

Возникающая при этом частотная неравномерность группового времени запаздывания может быть представлена в виде ц, UU, ь 6(Ю<

"o

Так как р(<< 1 и отношение Ч (/ Я = v то выражение (3) принимает вид

0 " л 35

lh ь с.. гр, " (Iv) о, где ь — абсолютное значение группового времени запаздывания узла формирования испытательного сигнала.

Иэ выражения (4) следует„ что при определенном выборе амплитуд напряжений 0, U(и 0 введенных узлов, образующих автоматическую систему регулирования, наряду со стабилизацией

45 осуществляется также и уменьшение частотной неравномерности группового времени запаздывания блока формирования испытательного сигнала

U /LI 0 раз по сравнению с его абсоо л лютным значением (.

Для компенсации возникающей часТоТНоН неравномерности группового времени запаздывания выходной сигнал генератора 1 высокой частоты поступает на первый вход модулятора

13, в качестве модулирующей функции которого служит выходной сигнал генератора 3 низкой частоты, поступающий на второй вход модулятора 13 через первый вход сумматора 12., Сформированный на выходе модулятора 13 испытательный сигнал имеет вид, аналогичный сигналу (1), в ко.ором также проявляются флюктуации частотной неравномерности группового времени запаздывания. С целью ее стабилизации и уменьшения вьгходной сигнал модулятора 13 поступает на вход детектора 10 выходное напряжение которого после фильтрации фильтром 11 подается одновременно на клемму 16 для подключения входа опор- ного канала поверяемого измерителя, и на сигнальный вход усилителя 17 с регулируемым коэффициентом усиления поступает на второй вход сумматора

12, выходное напряжение которого после детектирования детектором 18 и фильтрации фильтром 19 поступает на управляющий вход усилителя 17 с регулируемым коэффициентом усиления.

Так как введенные во втором канале устройства поверки узлы образуют систему автоматического регулирования, идентичную по техническим характеристикам системе автоматического регулирования фазового сдвига ф( в первом канале, то в этом канале также наряду со стабилизацией одновременно осуществляется и уменьшение частотной неравномерности группового времени запаздывания по сравнению с его абсолютным значением во стол ко же раз,как и в первом канале.

При подаче сформированных сигналов на входы поверяемого измерителя происходит компенсация их частотных неравномерностей группового времени запаздывания, а поэтому точность поверки определяется только точностью образцовой линии 5 задержки.

Ю равнительный анализ предлагаемого устройства с известным по техническим параметрам показывает, что поверка измерителей группового времени запаздывания известного устройства в диапазоне высоких и сверхвысоких частот приводит к возникновению частотной неравномерности группового времени запаздывания порядка +10 нс, что соответствует относительной погрешности поверки, равной 2Z, Введе- ние в предлагаемое устройство допол- нительных узлов создает две идентичные высокостабильные системы автоматического регулирования, с помощью

1112329

Составитель М. Катанова

Редактор П. Коссей Техред Л.Микеш Корректор В. Гирняк

Заказ 6454/32 Тираж 710 Подписное

ВНИИПИ Государственного комитета СССР по делам изобретений и открытий

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

Филиал ППП "Патент", г. Йкгород, ул. Проектная, 4 которых осуществляется как стабили зация частотных неравномерностей группового времени запаздывания в ,каждом из регулируемых каналов, так и ее уменьшение до величины порядка

+1 нс, что приводит к относительной погрешности поверки, равной 0,57.

Таким образом, обеспечение стабилизации и уменьшение флюктуаций частотной неравномерности группового времени запаз5 дывания испытательного сигнала позволяет повысить точность поярки.