Устройство для измерения группового времени задержки четырехполюсников с большим затуханием

 

Изобретение может быть использовано для измерения группового времени четырехполюсников, имеющих большое затухание, в частности линий задержки и фильтров на ПАВ. Цель изобретения - повышение точности измерений. Устройство содержит генератор 1 синусоидальных сигналов, резистор 2, исследуемый четырехполюсник 3, эквивалент 4 входного сопротивления четырехполюсника, резистор 5, амплитудные детекторы 6 и 7, операционный усилитель 8 и блок 9 индикации. Цель достигается исключением опорного канала, являющегося источником неконтролируемого фазового сдвига, а также компенсацией изменений реактивностей в устройствах на ПАВ. 2 ил.

СОЮЗ СОВЕТСКИХ

СОЦИАЛИСТИЧЕСКИХ

РЕСПУБЛИК цФ ци

А1 щ) 5 С 04 F 10/06

ОПИСАНИЕ ИЗОБРЕТЕНИЯ

К A BTOPCXOMV СВИДЕТЕЛЬСТВУ

Фиг.1

ГОСУДАРСТВЕННЫЙ КОМИТЕТ

ПО ИЗОБРЕТЕНИЯМ И OTHPbfTHRM

ПРИ ГКНТ СССР (21) 4453528/24-21 (22) 04,07.88 (46) 30.09.90. Бюл. Г 36 (71) Каунасский политехнический институт им. Антанаса Снечкуса (72) А.А. Гражулявичюс и З.А. Вайнорис (53) 621.327.342(088.8) (56) Авторское свидетельство СССР и 1239680, кл. С О4 F 10/06, 1980.

Чудиков А.А. Методы измерения времени задержки в ультразвуковых линиях задержки, ВИНИТИ Г 637-74, 1974, с. 14. (54) УСТРОЙСТВО ДЛЯ ИЗМЕРЕНИЯ ГРУППОВОГО ВРЕМЕНИ ЗАДЕРЖКИ ЧЕТЫРЕХПОЛ6СНИКОВ С БОЛЬШИМ ЗАТУХАНИЕМ. (57) Изобретение может быть использо2 вано для измерения, группового времени четырехполюсников, имеющих большое затухание, в частности линий задержки и фильтров на ПАВ, Цель изобретенияповышение точности измерений. Устройство содержит генератор 1 синусоидальных сигналов, резистор 2, исследуемый четырехполюсник 3, эквивалент 4 входного сопротивления четырехполюсника, резистор 5, амплитудные детекторы 6 и 7, операционный усилитель 8 и блок

9 индикации. Цель достигается исключением опорного канала, являющегося источником неконтролируемого фазового сдвига, а также компенсацией изменений реактивностей в устройствах на

ПАВ. 2 ил, 1596303 йзобретение относится к радиоизмерительной технике и может быть использовано для измерения группового времени задержки четырехполюсников, имеющих большое затухание, например линий задержки и фильтров на поверхностных акустических волнах в широком диапазоне частот.

Целью изобретения является повы- 1р шение точности измерений.

На фиг. 1 представлена блок-схема устройства для измерения группового времени задержки четырехполюсников; на фиг. 2 - зависимость выходного напряжения устройства от частоты.

Устрой .тво содержит перестраиваемый генератор 1 синусоидальных сигналов, выход которого через резистор 2 подключен к входу измеряемого четы- 2р рехполюсника 3, к первому выводу эк вивалента 4 входного сопротивления четырехполюсника через резистор 5, а также амплитудные детекторы 6 и 7, операционный усилитель 8 и блок 9 25 индикации. Вход и выход измеряемого четырехполюсника 3 соединены между собой и через амплитудный детектор 6 подключены к одному входу операционного усилителя 8, другой вход которого gp через амплитудный детектор 7 соединен с первым выводом эквивалента 4, а выход подключен к амплитудному входу блока 9 индикации амплитуды и частоты, частотный вход блока 9 индикации соединен с выходом генератора 1 сину соидальных сигналов, причем второй вывод эквивалента 4 входного сопротивления четырехполюсника соединен с общей шиной четырехполюсника 3 и опера- 40 ционного усилителя.

Устройство для измерения группового времени задержки четырехполюсника работает следующим образом.

Синусоидальное напряжение перестра- 45 иваемого генератора 1 синусоидальных сигналов подается через резистор 2 на измеряемый четырехполюсник 3, который вместе с резистором 2 образуют частотно-зависимый делитель напряжения (четырехполюсник 3 - его нижнее плечо).

Вход и выход четырехполюсника соедин нены между собой (такое подключение превращает исследуемый четырехполюсник в двухполюсник), поэтому возбуждаемые

55 генератором 1 сигналы распространяются навстречу друг другу (в случае, когда измеряемый четырехполюсник 3 представляет собой линию задержки, выполненную на поверхностных акустических. волнах, возбуждаемые сигналы - это акустические волны, распространяющиеся с обоих концов линии навстречу друг другу).

Суммарный сигнал от распространяемых волн возникает в той же точке, от которой.они начали, распространяться.

В зависимости от того в какой фазе по сравнению с подаваемым сигналом находится выходной сигнал будет меняться входное сопротивление четырехполюсника 3, и, в конечном итоге, выходное напряжение делителя напряжения. Если сигналы на определенных частотах будут противофазны, то на этих частотах будет наблюдаться увеличение сопротивления двухполюсника и выходного напряжения делителя напряжения и, наоборот, при синфазности этих сигналов следует ожидать уменьшения указанных величин.

Таким образом, по мере изменения частоты перестраиваемого генератора 1 синусоидальных сигналов (это может быть осуществлено оператором вручную или автоматически; в последнем случае используются генераторы синусоидальных сигналов со сканированием частоты) сигнал на выходе делителя напряжения, т.е. на измеряемом четырехполюснике

3, будет изменяться по амплитуде от минимума до максимума. Это напряжение подвергается амплитудному детектировайию в детекторе 6. Помимо периодических частотных изменений входного сопротивления измеряемого четырехполюсника 3 с соединенными между собой входом и выходом имеет место и медленное его изменение, обусловленное реактивными параметрами входных цепей (например, в случае ес.ли измеряемый четырехполюсник представляет собой линию задержки на поверхностных акустических волнах за счет емкости встречно-штыревых преобразователей и зависимости сопротивления излучения акустической волны от частоты). Поэтому параллельно организован вспомогательный компенсационный канал, который образуют резистор 5, эквивалент 4 входного сопротивления измеряемого четырехполюсника, выполненный из элементов R, С, L или из четырехполюсника, идентичного измеряемому, но р обычном включении. Выходное медленно с частотой меняющееся напряжение -компенсационного канала (на вы-, ходе детектора 7) аналогично медленным

Устройство для измерения группового времени задержки четырехполюсников с большим затуханием, содержащее перестраиваемый генератор синусоидальных сигналов, первую и вторую клеммы для подключения измеряемого четырехполюсника и операционный усилитель, выход которого соединен с амплитудным входом блока индикации амплитуды и частоты, о т л и ч а ю щ е. е с я тем, что, с целью повышения точности измерений, в него дополнительно введены два амплитудных детектора, два резистора и эквивалент входного сопротивления измеряемого четырехполюсника, первый вывод которого через первый амплитудный детектор подключен к одному входу операционного усилителя, другой вход которого через второй амплитудный детектор подсоединен к первой клемме для подключения измеряемого четырехполюсника, которая через первый резистор соединена с выходом пере" страиваемого генератора синуеоидаль" ных сигналов, выходом соединенного с частотным входом блока индикации амплитуды и частоты, а через второй реэис" тор - с первым выводом эквивалента входного сопротивления измеряемого четырехполюсника, второй вывод которого соединен с второй клеммой для подключения измеряемого четырехполюсника, соединенной с общей шиной устройства и операционного усилителя.

5

159630 частотным изменениям измеряемого сигнала (на выходе детектора 6), выражающимся в изменениях его постоянной составляющей. Оба напряжения соответственно с выходов детекторов 6 и 7 поСтупают на вход операционного усилителя 8, на выходе которого всякие паразитные изменения напряжения дифференциально исключаются. Информационный 10 сигнал с операционного, усилителя 8 в чистом виде поступает на амплитудный вход блока 9 индикации, где и регистрируетгя ряд минимумов и максимумов напряжения, следующих с шагом ft При этом фиксируется общее число этих экстремумов в определенном интервале частот, в котором в процессе измерений изменялась частота перестраиваемого генератора 1 синусоидальных сигналов. 20

Измерив разность частот между выбранным экстремумами (это осуществляется по частотному входу блока 9 индикации) групповое время задрежки определяют по формуле 25 У = 2 где n - -выбранное число промежутков (т.е. число полупериодов) между экстремумами, умещающихся 30 в интервале частот df

df — разность частот между двумя выбранными экстремумами, Это следует из фиг. 2, отражающей зависимость выходного напряжения от частоты. Максимумы L ц„ получаются, когда разность фаз между поданным и пройденным назад напряжением равна

2К7. Если между этими напряжениями разность фаз равна (2К-1)1Г, то будет 40 иметь минимумы U,N (К = 1,2,3.. ° )

Групповое время задержки определяется по выражению

dV 59 г д

Если взять, что dco = td - g, то д(= 2K 2(К - 1)W =Т, 6 1

Y ью 2f(d f 28f

Если йы взять не между ближайшими экстремумами, а между 1-м и (+п)-м, то щ= пв, те, и г= 2дЕ

55, Таким образом, предложенное устройство работоспособно без опорного ка нала, являющегося источником допол нительных погрешностей, связанных с неконтролируемым фазовым сдвигом в опорном канале, т.е. повышение точности, а следовательно, и достоверности получено эа счет измерений, не зависящих от параметров опорного канала.

Экспериментальные результаты показывают, что погрешность измерения группового времени запаздывания получается равной 1,3 и 0,8 при 4Е =

100 кГц и 1,3 10- — 8 "1О-34 при

df = 10 Мгц.

Схемотехническое решение предложенного устройства упрощено; отсутствие опорного канала, строящегося на базе широкополосных элементов и блоков, повышает надежность устройства в целом за счет меньших аппаратурных затрат. формула изобретения

1596303 (2И 7i . Ф02.,Г

Составитель M. Катанова

Редактор М. Бандура Техред M.Ходанич Корректор M.Самборская

Заказ 2909 Тираж 350 Подписное

ВНИИПИ Государственного комитета по изобретениям и открытиям при ГКНТ СССР

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

Производственно-издательский комбинат "Патент", г. Ужгород, ул. Гагарина,101)1