Способ определения фазовых флуктуаций импульсных сигналов

 

Изобретение относится к измерительной технике и может быть использовано при создании измерителей фазовых флуктуации сигналов. По предложенному способу из исследуемого сигнала формируют опорный сигнал, в котором исключаются паразитные временные смещения. Из опорного и исследуемого сигналов получают сигнал с односторонней широтно-импульсной модуляцией , в котором имеются составляющие, амплитуда которых пропорциональна величинам паразитных фазовых флуктуации. Для определения эффективных значений фазовой фпуктуации измеряют зффектив-г ный уровень составляющих спектра, обусловленных паразитными искажениями сигнала. Устройство, реализующее способ, содержит узкополосный фильтр 1, умножитель 2, сумматор 3, генератор 4 калибровочного сигнала, дели-, тель 5, RS-триггер 6, широкополосный усилитель 7, анализатор 8 спектра и вольтметр 9. Способ позволяет расширить диапазон измерения фазовых флуктуации в сторону малых величин. 1 ил. С/)

СОЮЗ СОВЕТСКИХ

СОЦИАЛИСТИЧЕСКИХ

РЕСПУБЛИК

А1 (19) (Н) (51) 4 С. 01 R 25 00

ОПИСАНИЕ ИЗОБРЕТЕНИЯ

Н АВТОРСКОМУ СВИДЕТЕЛЬСТВУ,, ГОСУДАРСТВЕННЫЙ КОМИТЕТ СССР ПО ДЕЛАМ ИЗОБРЕТЕНИЙ И ОТКРЫТИЙ (21) 3977772/24-21 (22) 15.11.85 (46) 07.07.87. Бюл. У 25 (72) В. Б. Немировский, О. И. Воронин, В. Д. Алексеев и А. С. Исхаков (53) 621. 317. 373 (088. 8) (56) Авторское свидетельство СССР

У 390464, кл. G 01 R 25/00, 1966.

Авторское свидетельство СССР

Ф 970257, кл. G Ol R 25/00, 1980 (54) СПОСОБ ОПРЕДЕЛЕНИЯ ФАЗОВЫХ ФЛУКТУАЦИИ ИМПУЛЬСНЫХ СИГНАЛОВ (57) Изобретение относится к измерительной технике и может быть использовано при создании измерителей фазовых флуктуации сигналов. По предложенному способу из исследуемого сигнала формируют опорный сигнал, в котором исключаются паразитные временные смещения. Из опорного и исследуемого сигналов получают сигнал с односторонней широтно-импульсной модуляцией, в котором имеются составляющие, амплитуда которых пропорциональна величинам паразитных фазовых флуктуаций.

Для определения эффективных значений фаэовой флуктуации измеряют эффектив-. ный уровень составляющих спектра, обусловленных параэитными искажениями сигнала, Устройство, реализующее способ, содержит узкополосный фильтр

1, умножитель 2, сумматор 3, генератор 4 калибровочного сигнала, дели-. тель 5, RS-триггер 6, широкополосный усилитель 7, анализатор 8 спектра и а вольтметр 9. Способ позволяет расши™ рить диапазон нзмараниа фазозин флун- Щ туаций в сторону малых величин. 1 ил.

Сигнал на выходе сумматора 3 имеет следующий вид: 45 е (t) =Е,cовkъэ,t + Е„сова„с, (1) где а, — частота исследуемого сигнала; — частота калибровочного сигнала; сигнал на выходе умножителя 2 на k с амплитудой о калибровочный cHrHsll re нератора 4 с амплитудой

Е„;

E значение ы „удоя условию

Е cosku,t

Е„совы„t причем E „ летворяет

1 13221

Изобретение относится к радиоизмерительной технике и может быть использовано при создании измерителей фазовых флуктуаций сигналов.

Цель изобретения — расширение диа5 паэона измерения фазовых флуктуаций в сторону малых величин.

На чертеже представлена блок-схема устройства, реализующего предлагаемый способ. 10

Устройство содержит последовательно соединенные узкополосный фильтр 1, умножитель 2 и сумматор 3, второй вход которого соединен с выходом генератора 4 калибровочного сигнала. Выход 15 сумматора 3 через делитель 5 соединен с S-входом RS-триггера б, выходом соединенный через широкополосный усилитель 7 с фильтром низких частот, с входами анализатора 8 спектра н вольт 20 метра 9, при этом R-вход RS-триггера соединен с клеммой входного сигнала.

Сущность способа заключается в том, что иэ исследуемого сигнала формируют опорный сигнал, в котором отсутствуют параэитные временные смещения. Иэ опорного сигнала и исследуемого сигнала получают сигнал с 4 односторонней широтно-импульсной модуляцией, в котором присутствуют сос- ЗО тавляющие, амплитуды которых пропорциональны величинам паразитных фазовых флуктуаций, При этом для определения эффективных значений фазовой флуктуации достаточно измерять эффективный уровень составляющих спекч" ра, обусловленных паразитными искажеO ниями сигнала.

Исследуемый сигнал с частотой F через узкополосный фильтр 1, умножи- 4g тель 2, сумматор 3 поступает на делитель 5 °

Ф ъэб . Qo

Ка — --- ы < km+ — - (2) о 2 к о 2 °

Указанный сигнал (1) с амплитуднофазовой модуляцией поступает на делитель 5, формирующий опорный импульсный сигнал. В делителе 5 на К в качестве преобразователя синусоидального сигнала в импульсно обычно применяется ограничитель.

При условии Е ск- Е сигнал на выходе ограничителя

2А е (t)

11 л

-9 1п -шсовш1с Я С +

m 2

Е лА Ек 7

+, - " —" (-1) cos (пйа,+ 4э„) t

2А . Ек

A í Ео (4) причем амплитудная модуляция подавляется в ограничителе. Кроме того, иэ

Щ соотношения - = ---, связывающего

2к фазовые сдвиги с временными, следует с учетом (4) при ш = 1

Ж Л ь

Т Е 1 Е

Ео k o Eî (5) Таким образом, задавая определенное соотношение Е„/Е на входе огра-. ничителя, входящего в делитель 5 на

k можно получать известные времен" ные (фазовые) сдвиги выходного сигнала ограничителя с частотой Я„, Выражение (3) с учетом (5) можно преобразовать к виду

-9 1О 11. шсовш1с Q t +

la тч

2Аь 2АЬ1 — — cosuÄt +Q — - -(-1) cos(mk ц) t, (б) 2 Т, где

2k, 2k

Zest Ек где А — амплитуда импульса на выходе ограничителя.

Полученный сигнал представляет со2 к бой меандр с периодом Тч = — — с за1 во данной фазовой модуляцией., глубина которой определяется выражением

13221

2Aat

+ - — -cosQ t +.

Т следует, что

То Е, То

ht - — -- = — 6(ft

Ео (8) (7) !5

При прохождении сигнала (6) через цифровой делитель 5 при условии (2) сигнал на выходе делителя 5 на k c учетом, что Т, =kT, Т, а -- можно записать

2k 5

2А 1 . У е (t) = -,> -sin(— ш)созшц +,„.,д ш 2k о

I ""

+ ) — --(-1) cos (о +ы ) t°.

2Aat

Т о- к р, Таким образом, сигнал на выходе делителя 5 на k представляет собой импульсный сигнал с периодом иссле20 дуемого сигнала Т = -„—, длительноТ стью импульса c = - с калиброванны2k ми временными (фазовыми) смещениями импульсов, амплитуда которых опре- 25 деляется уровнем сигнала калибровочного генератора 4. Уровень сигнала генератора 4 устанавливается так, что эффективное напряжение боковых составляющих опорного сигнала (7) и эффективное напряжение боковых составляющих исследуемого сигнала, прошедших через узкополосный фильтр 1 и широкополосный усилитель 7 и измеренные вольтметром 9, были бы равны (ис-З5 пользуется метод компарирования).

Выходной сигнал делителя 5 поступает на Я-вход RS-триггера 6, На К-вход

RS-триггера 6 поступает исследуемый сигнал. На выходе триггера 6 получа- 4р ется импульсный сигнал с ОШИМ, глубина которой пропорциональна фазовой флуктуации исследуемого сигнала. Далее с помощью фильтра низких частот широкополосного малошумящего усилите-45 ля 7 из данного сигнала выделяют составляющие спектра, амплитуды которых пропорциональны фазовым флуктуациям исследуемого сигнала. Эффективный уровень составляющих спектра (U ) из-5р меряется вольтметром 9 эффективных значений. Затем через сумматор 3 от калибровочного генератора 4 вводится сигнал такоРо уровня, что эффективное временное смещение опорного сигнала равняется эффективным временным смещениям исследуемого сигнала, Уровень калибровочного сигнала увеличивают до тех пор, пока показа81 4 ния вольтметра 9 не достигнут величины +2U . Это означает, что эффективное напряжение боковых составляю-, щих опорного сигнала равно эффективному значению напряжения боковых составляющих исследуемого сигнала, обусловленному наличием фазовой флуктуации.

Из соотношения, связывающего фаэо

6+ вые сдвиги с временными ——

2Ч Т где Т = — — - период сигнала

Тис о

Е„- амплитуда калибровоч- . ного сигнала;

Ео — амплитуда опорного сигнала.

Величины Е„ и Ео измеряют с помо" щью анализатора 8 спектра и по формуле (8) вычисляют величину фазовых флуктуаций при известном значении периода исследуемого сигнала.

Способ измерения фазовых флуктуаций импульсных сигналов по сравнению с известными позволяет измерять малые величины фазовых флуктуаций до единиц пикосекунд. Так для реальных сигналов с частотой Е„, = 8ИГц и k = 8 отношеF.„ ние — можно измерить с разрешающей

Е способностью 60 дБ, при этом может быть определена величина фазовых флуктуаций

То Ек

4е = — --= 2 5 нс.

2о

Кроме того, предлагаемый способ позволяет определять частотный состав фазовых флуктуаций импульсного сигнала.

Формула изобретения

Способ определения фазовых фпукту. аций импульсных сигналов, включающий формирование опорного сигнала иэ исследуемого сигнала и сравнение фаэ исследуемого и опорного сигналов, отличающийся тем,. что, с целью расширения диапазона измерения фазовых флуктуаций в сторону малых величин, опорнъrA сигнал подвергают заданной амплитудно-фаэовой модуляции и. формируют калиброванные временные (фазовые) смещения импульсов

Составитель М. Катанова

Редактор М. Иланар Техред Л.0лийнык Корректор Л. Бескид

Заказ 2858/40 Тираж 730 Подписное

ВНИИПИ Государственного комитета СССР по делам изобретений и открытий

113035, Москва, 3-35, Раушская наб., д. 4/5

Производственно-полиграфическое предприятие, r. Ужгород, ул. Проектная, 4

5 1 322 опорного сигнала относительно исследуемого сигнала, а иэ опорного и исследуемого сигналов вырабатывают сигнал с односторонней импульсной модуляцией, иэ которого выделяют составляющие спектра с амплитудой, пропор181 6 циональной фаэовой флуктуации исследуемого сигнала, измеряют уровень этих составляющих, по отношению которых с учетом частоты измеряемого сигнала определяют величину фаэовой флуктуации исследуемого сигнала.