Способ определения амплитудно-временных параметров однократного электрического импульса

 

Изобретение относится к электросвязи и может быть использовано для определения амплитудно-временных параметров однократного электрического импульса, источник которого находится в зоне, не доступной для непосредственного контроля. С целью повышения точности определения амплитудно-временных параметров импульса, к кабельной линии связи, подключенной к источнику контролируемого импульса, подключают другую, эквивалентную по электрическим и геометрическим параметрам кабельную линию связи. Одновременно измеряют на выходе обоих линий связи параметры импульсов, амплитуду, длительность фронта и длительность сигнала на полувысоте, а параметры исходного сигнала определяют из заданных соотношений.

Изобретение относится к электросвязи и может быть использовано для измерения амплитудно-временных параметров однократного электрического импульса, источник которого находится в зоне, не доступной для непосредственного контроля. Цель изобретения повышение точности определения амплитудно-временных параметров импульса. Определение амплитудно-временных параметров однократного электрического импульса осуществляется следующим образом. К кабельной линии связи (КЛС 1), подведенной к источнику измеряемого импульса, подключается другая, аналогичная по электрическим и геометрическим параметрам кабельная линия связи (КЛС 2). На КЛС 1 поступает импульс с параметрами: амплитудой А, длительностью на полувысоте t_(0,5), и фронтом длительностью t_ф. На выходе КЛС 1 (U₁) и выходе КЛС 2 (U₂) эти параметры изменяются и будут соответственно А₁, t_(0,5)1, t_ф1 и А₂, t_(0,5)2, t_ф2. Изменение указанных параметров обусловлено тем, что каждая КЛС имеет свою переходную характеристику h(t), связанную с импульсной характеристикой g(t) соотношением g(t) . При идентичности КЛС 1 и КЛС 2 их импульсные характеристики g₁(t), g₂(t) также идентичны: g₁(t) g₂(t) g(t). Напряжения на выходах КЛС могут быть записаны следующим образом U₁(t) U(t)-(Θ)g(Θ)dΘ; (1) U₂(t) U₁(t-Θ)g(Θ)dΘ. (2) Каждый последующий импульс U₁(t) и U₂(t) имеет меньшую амплитуду и фронт большей длительности; импульс U(t) имеет амплитуду А, длительность фронта t_ф, и длительность на полувысоте t_(0,5); импульс U₁(t) имеет амплитуду A₁, длительность фронта t_ф1 и длительность на полувысоте t_(0,5); импульс U₂(t) имеет амплитуду А₂, длительность фронта t_ф и длительность на полувысоте t_(0,5)2. В соответствии с предлагаемым способом измеряют А₁t_ф1, t_(0,5)1 и А₂t_ф2, t_(0,5)2 на выходе КЛС 1 и КЛС 2 соответственно, например, с помощью осциллографа. По этим одновременно измеренным параметрам можно определить искомые параметры А, t_ф, t_(0,5) с погрешностью меньшей, чем у известных способов. Такая возможность основывается на следующих предпосылках. Относительные искажения амплитудно-временных параметров элеткрических сигналов при прохождении их через корректируемый и корректирующий четырехполюсники практически одинаковые по электрическим и геометрическим параметрам, близки по величине, т.е. с достаточной степенью точности будет соблюдаться равенство δ_A1≃ δ_A; (3) δ_t1≃ δ_t (4) где δ_A и δ_t относительные динамические искажения соответственно амплитудных и временных параметров электрического сигнала при прохождении его через корректируемый ЧП; δ_A1 и δ_t1 аналогичные искажения сигнала после окорректирующего ЧП. Величины относительных динамических погрешностей определяются известными соотношениями δ_A= δ_t= ; (5) = = , где t, t₁, t₂ временные параметры сигнала, например длительностью фронта (t_ф) или длительностью сигнала на полувысоте t_(0,5). Из соотношений (5) с учетом (3) и (4) можно определить значения А и t, которые будут отличаться от искомых, так как равенства (3) и (4) приближенные, поэтому обозначим их A²₁/ A²₂ (9)
t t₁²/t₂². (10)
Равенства (9) и (10) соблюдаются только при определенных соотношениях временных параметров передаваемых сигналов и длительности импульсной характеристики линии передачи g(t), а именно
t_ф/t_0,5g ≥ (20-25) и
t_U0,5/t_0,5g ≥ (80-100), (11) где t_0,5g длительность импульсной характеристики линии передачи, в частности КЛС, на уровне 0,5 от максимального значения. Практически временные соотношения (11) могут быть значительно меньше указанных величин, поэтому амплитудно-временные параметры зарегистрированного сигнала U₂(t), рассчитанные по формулам (9) и (10), будут содержать довольно большие систематические (остаточные) погрешности. Результаты моделирования динамических искажений на ЭВМ показали, что определенные и рассчитанные амплитудно-временные параметры сигнала имеют заниженную по сравнению с истинными значениями амплитуду А и завышенные значения длительности фронта t_ф и длительности сигнала на полувысоте t_(0,5). Выражения (9) и (10) могут быть представлены более точно с учетом амплитудной и временной поправок
(1+) (1+) (12)
(1-) (1-) (13)
Приближенные значения поправок и получим, исходя из двух различных возможных оценок А и t_ф. С учетом относительных искажений δ_Aамплитуда равна
A₁(1+) A1+ A1+ 2A₁-A₂ откуда
=
(14)
Аналогично (14) для временного параметра сигнала
=
(15)
Подставляя (14) и (15) в (12) и (13) соответственно получим выражения для расчета амплитудно-временных параметров с учетом динамических искажений:
1+ (16)
1- (17)
Дополнительные модельные расчеты на ЭВМ, проведенные для соотношений, значительно отличающихся от (11):
t_ф/t_0,5g << 20 и t_U0,5/t _{0,5 Θ} << 80 показали, что оценка амплитуды по формуле (16) дает переполюсовку погрешности (перекоррекция) и оптимальной оценкой будет являться среднее значение между и , т.е. A 1+ (18) а расчет длительности фронта сигнала будет оптимальным при оценке его по соотношению (17). Введение иных оценок временного параметра t_0,5 не дает эффекта, так как в большинстве случаев приводит к броскам погрешности и даже к ее увеличению по сравнению с оценкой погрешностей по формуле (1), поэтому оптимальной оценкой параметра t_0,5 будет оценка по формуле (10).

Формула изобретения

Способ определения амплитудно-временных параметров однократного электрического импульса, заключающийся в том, что измеряют амплитуду импульса A₁, длительность фронта t_ф1 и длительность импульса по полувысоте на выходе отрезка радиочастотного кабеля, подключенного к источнику контролируемого импульса, отличающийся, тем, что, с целью повышения точности определения амплитудно-временных параметров импульса, на выходе отрезка радиочастотного кабеля подключают дополнительный отрезок радиочастотного кабеля с аналогичными электрическими и геометрическими параметрами, на выходе которого измеряют одновременно с измерением на выходе отрезка радиочастотного кабеля амплитуду импульса A₂, длительность фронта t_ф2 и длительность импульса на полувысоте , а параметры A, t_ф и t_(0,5) входного импульса определяют из соотношений

MM4A Досрочное прекращение действия патента Российской Федерации на изобретение из-за неуплаты в установленный срок пошлины за поддержание патента в силе

Номер и год публикации бюллетеня: 8-2000

Извещение опубликовано: 20.03.2000        

---