Устройство для измерения фазового времени задержки

 

Изобретение относится.к радиоизмерительной технике. Устройство содержит генераторы (Г) 1 и 7 высокой частоты, Г 7 подключен через последовательно соединенные блок 2 сдвига частоты. Кроме того, устройство включает усилитель 3 с автоматической установкой усиления, блок 5 сдвига частоты, соединенный с первым входом смесителя 6, второй вход ко , торого подключен к Г 7. На выходе смесителя .6 с помощью фильтра (Ф) 8 нижних частот выделяется напряжение промежуточной частоты, которое нормируется по амплитуде с помощью усилителя-ограничителя 9 и через последовательно соединенные Ф 10 и отсчетный фазовращатель 11 поступает на первый вход перемножителя 12, Смеситель 13 подключен входами к Г 1 и 7, а выходом через последовательно соединенные Ф 14, усилитель-ограничитель 15, Ф 16 и установочный фазовращатель 17 - к второму входу перемножителя 12. Выход последнего через интегратор 18 подключен к выходному прибору 19. Кроме того, противоположные входы цепей управления блоков 2 и 5 сдвига частоты соединены с выходами фазорасп пителя 20, вход которого через ключ 21 подключен к выходу генератора 22 низкой частоты. В устройстве расширены пределы измерения, что позволяет измерять фазовое время задержки в полосе пропускания исследуемой цепи 4 с большой неравном мерностью амплитудно-частотной характеристики с сохранением требуемой точности, 1 ил. (Л с

СОЮЗ СОВЕТСКИХ

СОЦИАЛИСТИЧЕСНИХ

РЕСПУБЛИН (51)4 G 04 F 10 06

ГОСУДАРСТВЕННЫЙ КОМИТЕТ СССР

Il0 ДЕЛАМ ИЗОБРЕТЕНИЙ И ОТНРЫТИЙ (21) 4159227/24-21 (22) 10. 12,86 (46) 30.06.88. Бюл. II- 24 (71) Винницкий политехнический институт (72) А.И.Гуцало и !О.А.Скрипник (53) 621.317.77 (088,8) (56) Авторское свидетельство СССР

И 798621, кл, G 01 R 25/00, 1979.

Авторское свидетельство СССР

У 1246046, кл. G 04 Р 10/06, 1985. (54) УСТРОЙСТВО ДЛЯ ИЗМЕРЕНИЯ ФАЗОВОГО ВРЕМЕНИ ЗАДЕРЖКИ (57) Изобретение относится к радиоизмерительной технике. Устройство содержит генераторы (Г) 1 и 7 высокой частоты. Г 7 подключен через последовательно соединенные блок 2 сдвига частоты. Кроме того, устройство включает усилитель 3 с автоматической установкой усиления, блок 5 сдвига частоты, соединенный с первым входом смесителя 6, второй вход которого подключен к Г 7. На выходе смесителя .б с помощью фильтра (Ф) 8

„„SU„„1406562 A1 нижних частот выделяется напряжение промежуточной частоты, которое нормируется по амплитуде с помощью усилителя-ограничителя 9 и через последовательно соединенные Ф 10 н отсчетный фазовращатель 11 поступает на первый вход перемножителя 12. Смеситель 13 подключен -входами к Г 1 и

7., а выходом через последовательно соединенные Ф 14, усилитель-ограничитель 15, Ф 16 и установочный фазовращатель 17 — к второму входу перемножителя 12. Выход последнего через интегратор 18 подключен к выходному прибору 19. Кроме того, противоположные входы цепей управления блоков 2 и 5 сдвига частоты соединены с выходами фазорасп1епителя 20, вход которого через ключ 21 подключен к выходу генератора 22 низкой частоты. В устройстве расширены пределы измерения, что позволяет измерять фазовое время задержки в полосе пропускания исследуемой цепи 4 с больщой неравноя мерностью амплитудно-частотной характеристики с сохранением требуемой точности, 1 ил.

1406562

Изобретение относится к радиоиэмерительной технике и может найти применение для измерения с повышенной точностью фазового времени за5 держки электрических и электроакустических цепей, имеющих большую неравномерность амплитудно-частотной характеристики. !

Целью изобретения является расширение предела измерения с сохранением требуемой точности.

Структурная схема устройства для !. измерения фазового времени задержки приведена на чертеже.

Устройство содержит первый генератор 1 высокой частоты, выходом соединенный через последовательно соединенные первый блок 2 сдвига частоты, усилитель 3 с автоматической20 регулировкой усиления, исследуемую цепь 4 и второй блок 5 сдвига частоты с первым входом первого смесителя ! 6, второй вход которого соединен с выходом второго генератора 7 высокой частоты, выход первого смесителя 6 через последовательно соединенные первый фильтр 8 нижних частот, пер-, вый усилитель-ограничитель 9, второй фильтр 10 нижних частот,и отсчетный 30 фазовращатель 11 соединен с первым входом перемножителя 12, входы второго смесителя 13 соединены с выходами первого и второго генераторов

1.и 7 высокой частоты, выход второго смесителя 13 через последовательно соединенные третий фильтр 14 нижних частот, второй усилитель-ограничитель

15, четвертый фильтр 16 нижних частот и установочный фазовращатель 17 40 соединен с. вторым входом перемножителя 12. выход которого через интегратор 18 соединен с выходным прибором

19, противоположные входы цепей управления первого и второго блоков 2 45 и 5 сдвига. частоты соединены с первым и вторым выходами фазорасщепителя

20 вход которого через ключ 21 сое .динен с выходом генератора 22 низкой частоты.

Устройство работает следующим образом.В измерительном канале высокочастотное напряжение

Ц (t) = U cos(g„t + g„), где 0 „ — амплитуда напряжения;

Lg — начальная фаза, поступает с выхода генератора 1 высокой частоты через первый блок 2 сдвига частоты и усилитель 3 с автоматической регулировкой усиления на вход исследуемой цепи 4 с контролируемым фаэовым временем задержки

Выходное напряжение исследуемой цепи 4

U,(t) = П„ соз(М„(Š— i) + Г13 > где Б,>> — амплитуда напряжения., подается через второй блок 5 сдвига частоты на первый вход первого смесителя 6,в качестве гетеродинного напряжения которого служит напряжение

U>(t) = U> cos (A2t + (g ) )> посту пающее на второй вход первого смесителя 6 с выхода второго генератора 7 высокой частоты.

Выходное напряжение первого смесителя 6 при условии, что со 1 ъ м2 можно представить в виде ц4 (t) БтФ асов ((> i >2 ) t — (в> i + Ц вЂ” Ц>2) +

+ соя ((ы1+ ы2) е - ы16 + 1 1 12 1 1 где 01> < = U >„U >/2.

Напряжение (1) поступает на вход первого фильтра 8 нижних частот, на выходе которого выделяется составляющая разностной частоты — Б сов((ы1 <> )с ч, %1=

cos(gt — ы, + (, — ц> ) - Ы

1 ю5 (2} где 5l = Ы1 - 0dg — разностная частота, которая выбирается из заданных условий измерения.

С целью нормирования амплитуды полученное на выходе первого фильтра

8 нижних частот напряжение (2) подается. на вход первого усилителя-ограничителя 9., выходное напряжение которого подается на второй. фильтр

10 нижних частот. С помощью второго фильтра 10 нижних частот восстанавливается гармоническая форма напряжения (2), а также устраняется влияние высших гармоник. Выходное напряжение второго фильтра 10 нижних частот поступает через отсчетный

1406562 фазовращатель 1.1 на ремножителя 12.

В опорном канале ляется формирование ностной частотой Я напряжений первый вход петакже осуществнапряжения с раз5 путем подачи

U, (t) = UÄÄcos(v t + q, ), и ь)эс 2 2

10 на входы второго смесителя 13. Выделенное на выходе второго смесителя

13, с помощью третьего фильтра 14 нижних частот напряжение разностной частоты можно представить в виде

У (t) U соэ(5?Е + P, С(), (3) 20 где U — амплитуда напряжения.

Напряжение (3) поступает через последовательно включенные второй усилитель-ограничитель 15, четвертый фильтр 16 нижних частот и установочный фазовращатель 17 на второй вход перемножителя 12 °

В перемножителе 12 осуществляется перемножение напряжений (2) и (3) с последующим интегрированием их произведения

30 и, = ) о,(с> и,(e) da =

= U U соэ (41„

П = 11 соя(Яi + g>) = О.

Затем замыкают ключ 21, и напряже-ние частоты . Я, с выхода генератора

22 низкой частоты подается на вход фазорасщепителя 20, выходные напряжения которого подаются на управ- 50 ляющие цепи первого и второго блоков

2 и 5 сдвига частоты. В зависимости от направления чередования фаз управляющих напряжений на выходах блоков 2 и 5 сдвига частоты формируются напряжения с частотой, равной сумме g -(" Я, или разности (о,— вЂ.Й, частот высокочастотного и низкочастотного напряжений. интегратором 18, вьиодное напряжение

35 которого подается на вход выходного прибора 19.1

С помощью установочного фазовращателя 17 сдвигают фазу напряжения 40 (3) до получения нулевого значения проинтегрированного напряжения;

Так как управляющие цепи блоков

2 и 5 сдвига частоты включены встречно, то при сдвиге частоты ы, блоком 2 в сторону увеличения на величину Я, в блоке 5 происходит сдвиг частоты в противоположную сторону и восстановление первоначального значения частоты (d . При этом фазовый сдвиг, вносимый исследуемой цепью

4, увеличивается на величину д ц =

= Я и с помощью описанных выше

1 операций переносится на разностную частоту Я.

С помощью отсчетного фазовращателя 11 осуществляется восстановление первоначального нулевого значения проинтегрированного напряжения путем сдвига напряжения промежуточной частоты на регистрируемый угол 3 Ц:

U = U>> cosf(Jl +g,, )7 +

+ г, — а 3 =О. (4)

Из выражения (4) следует, что регистрируемый фазовый сдвиг исследуемой цепи 4 связан со сдвигом частоты и временем задержки.выражением lip =

Д л

Таким образом, искомое фазовое время задержки определяется по формуле л(, = pg / Й .

Для обеспечения однозначности измерения фазового времени задержки по фазовому сдвигу gq значение частоты Я, необходимо выбирать иэ соотношения

- u f "макс где < a„(: максимальное значение л измеряемого фазового времени задержки.

Таким образом, в устройстве по сравнению с прототипом расширены пределы измерения, что позволяет измерять фазовое время задержки в полосе пропускания исследуемой цепи с большой неравномерностью амплитудночастотной характеристики с сохранением требуемой точности. Это преимущество обеспечивается sa счет применения дополнительных узлов, что позволяет осуществлять как перестройку частоты испытательного сигнала, так и перенос фазовбго сдвига на промежуточную частоту. При этом работа установочного и отсчетного фазовращателей осуществляется на

140б5б2

Нормированных по амплитуде напряжеНиях с постоянной разностной частотой, что обеспечивает требуемую точНость измерения.

Составитель И, Катакова

Техред И,Дидык Корректор

Редактор И„Циткина

Н.Король

Заказ 3192/43

Тираж 3/3 Подписное

ВНИИПИ Государственного комитета СССР по делам изобретений и открытий

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

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

Формула и з о б р е т е н и я

Устройство для измерения фазово о времени задержки, содержащее пер-ый генератор высокой частоты„ выxoом соединенный с входом первого лока сдвига частоты, клеммы для подсоединения исследуемой цепи, вто- рой блок сдвига частоты, входом соененный с выходной клеммой для под"оединения исследуемой цепи. отсчетый и установочный фазовргщатели,, ыходами соединенные с соответствуюимй входами перемножителя, выход . которого через интегратор соединен с выходным прибором, генератор низ ой частоты через ключ соединен с фходом фазорасщепителя, фазы которо-! го соединены с противоположными

Входами цепей управления первого и

Второго блоков сдвига частоты, о тл и ч а ю щ е е с я тем, что, с целью расширения предела измерения ,. с сохранением требуемой точности, него дополнительно введены усили1 тель с автоматической регулировкой усиления, два смесителя, второй генератор высокой частоты, четыре, фильтра нижних частот и два усилите5 ля-ограничителя, причем усилитель с автоматической регулировкой усиления входом соединен с выходом первого блока сдвига частоты, а выходом - с входной клеммой для подсоединения исследуемой цепи, первый смеситель оцним из входов соединен с выходом второго блока сдвига частоты, а вторым входом — одновременно с выходом второго генератора высокой частоты и первым входом второго смесителя, вторым входом соединенного с выходом первого генератора высокой частоты„ выход первого смесителя через последовательно соединенные первый фильтр нижних частот, первый усилитель-ограничитель и второй фильтр нижних частот соединен с входом отсчетного фазовращателя, вы25, ход .второго смесителя через последовательно соединенные третий фильтр нижних частог> ВТороН усилительог раничитель и четвертый фильтр нижних частот соединен с входом установочного фазовращателя.