Устройство для измерения частотной неравномерности группового времени запаздывания преобразователей частоты

 

Изобретение может быть использовано для создания панорамных измерений неравномерностей частотных характеристик группового времени запаздывания . Цель изобретения - повышение точности измерения. Устройство содержит генератор 1 качающейся частоты, частотно-модулированный генератор 3, измеритель 11 группового времени запаздывания , широкополосный дифференциатор 12 и амплитудный демодулятор 13. Для достижения цели введены частотный демодулятор 4, селективный усилитель 5, амплитудные детекторы 6 и 7, аналоговый делитель 8, интегратор 9, дифференциатор 10 и образованы новые функциональные связи . 2 ил. 00 00

СОЮЗ СОВЕТСКИХ

СОЦИАЛИСТИЧЕСКИХ

РЕСПУБЛИК

„„SU„„1337817

А1 (5П 4 G 01 R 25 02

ОЛИСАНИЕ ИЗОБРЕТЕНИЯ

ГОСУДАРСТВЕННЫЙ НОМИТЕТ СССР

ПО ДЕЛАМ ИЗОБРЕТЕНИЙ И ОТКРЫТИЙ

К АВТОРСКОМУ СВИДЕТЕЛЬСТВУ (21) 4006164/24-21 (22) 13.01.86 (46) 15.09 ° 87. Бюл, М 34 (72) А.В.Бальчюнайтис и Ю.-В.A.ßêàñ (53) 621 ° 317.77 (088.8) (56, Крейман Г.И., Мельничук В,Г. и др. Радиотехника, 198 1, т,36, Р 6, с.39, рис.3, Авторское свидетельство СССР

В 1146607, кл. С 01 R 25/02, 1985. (54) УСТРОЙСТВО ДЛЯ ИЗМЕРЕНИЯ ЧАСТОТ

НОЙ НЕРАВНОМЕРНОСТИ ГРУППОВОГО ВРЕМЕНИ ЗАПАЗДЫВАНИЯ ПРЕОБРАЗОВАТЕЛЕЙ

ЧАСТОТЫ (57) Изобретение может быть использовано для создания панорамных измерений неравномерностей частотных характеристик группового времени эапаэ" дывания. Цель изобретения — повышение точности измерения. Устройство содержит генератор 1 качающейся частоты, частотно-модулированный генератор 3, измеритель 11 группового времени запаздывания, широкополосный дифференциатор 12 и амплитудный демодулятор

13. Для достижения цели введены частотный демодулятор 4, селективный усилитель 5, амплитудные детекторы 6 и 7, аналоговый делитель 8, интегратор 9, дифференциатор 1О и образованы новые функциональные связи. 2 ил.

1337817

Частотный демодулятор 4 состоит из последовательно соединенных широкополосного дифференциатора 12 и амплитудного демодулятора 13.

Изобретение относится к радиоизмерительной технике и может быть использовано для создания специализированных панорамных измерителей неравномерностей частотных характеристик группового времени запаздывания, Целью изобретения является повышение точности измерения частотной неравномерности группового времени 1р запаздывания °

На фиг.1 представлена структурная схема устройства для измерения частотной неравномерности группового времени запаздывания (ГВЗ) преобразо- 15 вателей частоты; на фиг.2 — структурная схема измерителя ГВЗ.

Устройство для измерения частотной неравномерности ГВЗ преобразователей частоты содержит генератор 1 качаю- 2р щейся частоты (ГКЧ), исследуемый преобразователь 2 частоты, частотно-модулированный (ЧМ) генератор 3, частотный демодулятор 4, селективный усилитель 5, амплитудные детекторы 25

6 и 7, аналоговый делитель 8, интегратор 9, дифференциатор 10, измеритель 11 группового времени запаздывания (ИГВЗ), широкополосный дифференциатор 12 и амплитудный демодулятор 13.

При этом выход ГКЧ 1 соединен с гетеродинным входом исследуемого преобразователя 2 частоты, сигнальный вход которого соединен с выходом ЧМ

35 генератора 3, а выход через последовательно соединенные частотный демодулятор 4, селективный усилитель 5 и первый амплитудный детектор 6 подключен к входу числителя аналогового делителя 8, вход знаменателя которого через второй амплитудный детектор 7 подключен к выходу исследуемого преобразователя 2 частоты, а выход аналогового делителя 8 соединен с сигнальным входом интегратора 9, выход которого соединен с индикаторным входом ИГВЗ 11, модулирующий выход которого соединен с входом ЧМ генератора

3, а выход сигнала U качания частоты

ИГВЗ соединен с входом ГКЧ 1 и входом дифференциатора 10, выход которого подключен к управляющему входу интегратора 9.

ИГВЗ 11 (фиг.2) содержит передатчик 14, приемник 15 и индикатор 16, первый вход которого соединен с выходом приемника 15, причем выход модулирующей частоты передатчика 14 соединен с входом приемника 15 и является модулирующим выходом ИГВЗ 11, а выход сигнала качания частоты соединен с синхронизирующим входом индикатора 16 и является выходом сигнала качания ИГВЗ 11, кроме того, выход

ЧМ передатчика является одноименным выходом ИГВЗ 11, а измерительный вход индикатора является одноименным входом ИГВЗ 11.

Частотный демодулятор 4. должен работать в полосе усилителя промежуточной частоты исследуемого преобразователя 2 частоты. Поэтому широкополосный дифференциатор 12 должен быть построен с использованием широкополосного дифференциального усилителя, Устройство для измерения частотной неравномерности ГВЗ преобразователей частоты работает следующим образом.

Генератор ГКЧ 1 вырабатывает сигнал, линейно изменяющийся по частоте:

U „(t)=U, sin(,t+q,(t)), (1)

du (t) где И =Я +sLt М, = — +-— -— - — скорость. г о д перестройки частоты;

Ц,(t) — фаэовые флуктуации сигнала ГКЧ 1.

Этот сигнал поступает на гетеродинный вход исследуемого преобразователя 2 частоты, на сигнальный вход которого подается частотно-модулированный сигнал от генератора 3:

U (t)=U sinEM,t+psingt+ср,(t)), (2)

hQ где = — — индекс частотной модуляA ции;

,() — фазовые флуктуации сигнала ЧМ генератора 3; и =2iiF — модулирующая частота.

Сигнал промежуточной частоты на выходе исследуемого преобразователя

2 частоты может быть записан в виде:

К nч (ч ) Uc m sin ge„„ t+psinE I

+ q,.(,)+ q-.,„(а„„)j +,„(а„„)+y,(t)— где К„„(я„„) — коэффициент преобразования исследуемого преобразователя 2 частоты;

Qc,,„(И,) — фазовый сдвиг, огибающей, вносимый входны1337817 де Кдо(р рдиср (+) коэффициент передачи дифференциатора 12; постоянная времени дифференцирующей цепочки диференциатора 12; фазовый сдвиг, вносимый дифференциатором на частоте огибающей Q. ми цепями исследуемого преобразователя 2 частоты на преобразуемой частоте ы,;

5 а7.,„(Ио„) — фазовый сдвиг огибающей, вносимый цепями промежуточной частоты

Ы„ц (полосовым фильтром, усилителем иссле- 1О дуемого преобразователя 2 частоты); ссм(с пц) — ГВЗ тракта промежуточной частоты исследуемого преобразователя

2 частоты; см(И,) — ГВЗ входных цепей исследуемого преобразователя 2 частоты;

Чсм(?оц) — фаэОВЫй СДВИГ, BHOCHмый исследуемым преобразователем 2 на частоте Qпц

В выражении (3) в огибающей отсутствует составляющая, обусловленная неравномерностями ГВЗ генератора качающейся частоты (являющегося гетеродином), так как известно, что произвольное изменение фазы немодулированного по амплитуде гетеродинного сигнала не влияет на фазу огибающей.

Сигнал с выхода исследуемого преобразователя 2 поступает на частотный демодулятор 4, т ° е. на вход широкополосного дифференциатора 12, 35 сигнал на выходе которого имеет вид: аи (с)

U>ö (t) 1 Кдиср "ди<р пц (оц )х (с4 ч(t))

xU ы + За 1 + — - — — — — + ? "см(с"с)

dy,„(u„v(t))

+ ? ч (Я (С) )+(.р (й) +----- — -- — — + 45 см пц ди Р с1 йю (с) 4ч () с}С,1 пц

+рд.,.(..)+Ч,„(, )+cp (t)-q (t), (я„„) — фазовый сдвиг, вносимый дир оц дифференциатором на частоте Ипц °

Демодулируя сигнал (4) амплитудным демодулятором 13, на выходе частотного демодулятора 4, получим 1 см (Иоц () ) xU х G3 + ? 1 + -- - —-- + оц dt

<1ссм (? () ) + — — — - — — )х cos 5}t+Ai (Q )+

«1е см с

) см оч +

1Ч (и., () ) см пч 4в dt

da ()11

dt dt где К, (со ) — АЧХ амплитудного демодулятора 13;

Cp„(n) — фазовый сдвиг, вносимый частотным демодулятором 4 на частоте огибающей ?.

Сложный сигнал (5), содержащий полезную составляющую частоты, поступает на узкополосный селективный усилитель 5, на выходе которого получим:

QQ (61 ff Q ) д g ff ц (оц ) 1)с м Х ,) с1,(Ы..(t)) db.„(Ы ()) х cos(Qt+ G.ic„(U )+El.ь (у„„(Г) ) +

+ Рцэ()+ qс (n)) (6) где Кс (0) — коэффициент передачи селективного усилителя

5 на частоте й; ср, (Q) — фазовый сдвиг, вносимый селективным усилителем

5 на частоте с?.

Детектируя амплитудным детектором

6 сигнал (6) и выделяя низкочастотную составляющую, на его выходе получим ссм (©ff÷() )

xU (ь см оч сю Дир )

< см (С (t) )1

+ cì (7)

dt )ь где К вЂ” коэффициент передачи амплилг тудного. детектора 6.

Так как средняя частота сд, в интервале времени измерения остается постоянной, то второе слагаемое в квадратных скобках выражения (7) можно считать малым по сравнению с первым и им пренебречь:

1337817

di, (ьз„„())

xU (° ьи ) — -- — — — —. (8) аие dt

При линейной перестройке частоты

ГКЧ 1 и при постоянстве средней частоты ис генератора 3 промежуточная частота сд„„(с) = сд — У, — % с, (9) где И, — начальная частота ГКЧ 1 °

Дифференцируя выражение (9), полу- 10 чим

d u„„(t) м

dt

Не учитывая знак, из (8) и (10) следует

lUagzl =Кд Кид(Г пч)Каир (10) выражения

К, (0) х (11) "((t)) хК„„(ы„, )U, (.д„, ь ) м.

K4z Ки (пи)

U (t:)= — — — ь- — — К К (a) (. x

/ деа К (< ) Ди с ди р (г „ ()) х ь са ) — - " — -Лх- — —. (13)

dt

Полученное напряжение интегрируется синхронизируемым интегратором 9 в течение каждого периода частоты качания:

Из выражения (11) следует, что выходной сигнал амплитудного детектора 6 прямо пропорционален производной ГВЗ исследуемого преобразователя

2 и произведению коэффициентов передачи преобразователя 2 частоты, частотного демодулятора 4, а также входящего в него широкополосного дифференциатора 12 и амплитудному значению Бс выходного сигнала ЧМ генератора 3, Чтобы полученный далее измерительный сигнал не зависел от АЧХ исследуемого преобразователя 2 частоты—

К „„((D„„), от АЧХ частотного демодуля- 35 тора — К„в(а„„) и от изменений амплитуды 0 сигнала ЧМ генератора 3, е выходной сигнал U, (с) исследуемого преобразователя 2 детектируется амплитудным детектором 7, причем на его 40 выходе выделяется постоянная составляющая

Падю =Кд (G3 „„) K „„(Q „„) Uс1и где Кд (u„„) - АЧХ амплитудного дед тектора 7 в рабочей полосе на промежуточной частоте, После деления сигнала U z на сигнал U на выходе аналогового делиад1 теля 8 получим 50

*1 чд 14 хКдиуКс (g) (ьди de) "см (Q„<) +Uo (14) где Б — постоянная составляющая интегрирования, которая при измерении неравномерностей

ГВЗ не изменяет конечного результата;

К, — коэффициент передачи интегратора 9.

Для повышения точности отношение

Ка К д(Ы„„) Кд, (Qnu) a полосе промежуточнйх частот необходимо сделать постоянным, независимым от значения (и„„), для чего АЧХ частотного демодулятора 4 и амплитудньгх детекторов должны быть соответствующим образом подобраны, В этом случае переменная составляющая выходного напряжения интегратора 9 при его синхронной работе с

ГКЧ 1 будет отображать частотные неравномерности ГВЗ исследуемого преобразователя 2 частоты.

Работа интегратора 9 синхронизируется импульсами, полученными на выходе дифференциатора 10, за счет дифференцирования пилообразного напряжения ГКЧ 1.

Ф о р м у л а и з о б р е т е н и я

Устройство для измерения частотной неравномерности группового времени запаздывания преобразователей частоты, содержащее генератор качающейся частоты, выход которого соединен с гетеродинной входной клеммой для подключения исследуемого преобразователя частоты, измеритель группового времени запаздывания, выход сигнала качания частоты которого соединен с входом генератора качающейся частоты, частотно-модулированный генератор, вход которого соединен с модулирующим выходом измерителя группового времени запаздывания, а выход подключен к сигнальной входной клемме для подключения исследуемого преобразователя частоты, о т л и ч а— ю щ е е с я тем, что, с целью повышения точности измерения, в него введены последовательно соединенные частотный демодулятор, селективный усилитель и первый амплитудный детектор, а также второй амплитудный детектор, аналоговый делитель, интегра1337817

Ямол сро

Составитель Ю.Макаревич

Редактор А.Лежнина Техред И.Попович Корректор Е, Рошко

Заказ 4126/43 Тираж 730 Подписное

ВНИИПИ Государственного комитета .СССР по делам изобретений и открытий

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

Производственно-полиграфическое предприятие, г. Ужгород, ул. Пр<и.кивая, 4 тор и дифференциатор, причем выход сигнала качания частоты измерителя группового времени запаздывания через дифференциатор подключен к управ5 ляющему входу интегратора, выход которого соединен с входом индикатора измерителя группового времени запаздывания, а сигнальный вход подключен к выходу аналогового делителя, вход числителя которого соединен с выходом первого амплитудного детектора, а вход знаменателя подключен к выходу второго амплитудного детектора, вход которого соединен с входом частотного демодулятора и выходной клеммой для подключения исследуемого преобразователя частоты, частотный демодулятор содержит последовательно соединенные широкополосный дифференциатор и амплитудный демодулятор.