Измеритель группового времени запаздывания

 

Изобретение может быть использовано для измерения группового времени запаздывания и неравномерностей группового времени запаздывания радиотехнических цепей„ Цель - повышение разрешающей способности измерения неравномерности группового времени запаздывания и расширение области применения. Устройство содержит генератор 1 высокой частоты, модулятор 2, модулирующий генератор 3, делители 4 и 5 частоты, ФНЧ 6 и 7, сумматор 8, усилитель 9 с АРУ, исследуемый четырехполюсник 10, амплитудный детектор 11, ФНЧ 12 и 13, смеситель 14, ФНЧ 15, коммутатор 16, коммутирующий генератор 17, усилитель-ограничитель 18, ФНЧ 19, усилитель-ограничитель 20, ФНЧ 21, фазовый детектор 22, селективный усилитель 23, синхронный детектор 24 и индикатор 25. Цель достигается за счет измерения неравномерности группового времени запаздывания на двух модулирующих частотах, соотношение между которыми обеспечивает работу фазового детектора на постоянной частоте О--, т.е. Q( 2О, а также одновременным измерением как самого группового времени запаздывания, так и его неравномерности. 1 ил. SS

СОЮЗ СОВЕТСНИХ

СОЦИАЛИСТИЧЕСНИХ

РЕСПУБЛИН

А1 (19) (И) (51)5 G Ol R 35/00

ОПИСАНИЕ ИЗОБРЕТЕНИЯ

К А BTOPGHOMV СВИДЕТЕЛЬСТВУ

ГОСУДАРСТВЕННЫЙ НОМИТЕТ

ПО ИЗОБРЕТЕНИЯМ И ОТНРЫТИЯМ

ПРИ ГКНТ СССР (21) 44531 39/21 (22) Ol .07.88 (46) 30.03.91. Бюл. Р !2 (71) Винницкий политехнический институт (72) А.И.Гуцало, Ю.А.Скрипник и В.Я.Супьян (53) 621 ° 373.077(088.8) (54) ИЗМЕРИТЕЛЬ ГРУППОВОГО ВРЕМЕНИ

ЗАПАЗДЫВАНИЯ (57) Изобретение может быть использовано для измерения группового времени запаздывания и неравномерностей группового времени запаздывания радиотехнических цепей. Цель — повышение разрешающей способности измерения неравномерности группового времени запаздывания и расширение области применения, Устройство содержит генератор 1 высокой частоты, модулятор

Изобретение относится к радиоизмерительной технике и может найти практическое применение для измерения группового времени запаздывания радиотехнических цепей.

Целью изобретения является повышение разрешающей способности измерения неравномерности группового времени запаздывания и расширение области применения.

На чертеже представлена схема измерителя группового времени запаздывания.

Измеритель группового времени запаздывания содержит генератор 1 высокой частоты, выходом подключенный к

2, модулирующий генератор 3, делители

4 и 5 частоты, ФНЧ 6 и 7, сумматор

8, усилитель 9 с АРУ, исследуемый четырехполюсник 1 О, амплитудный детектор 11, ФНЧ 12 и 13, смеситель 14, ФНЧ 15, коммутатор 16 коммутирующий генератор 17, усилитель †ограничите

18, ФРЧ 19, усилитель-ограничитель 20, ФНЧ 21, фазовый,д етектор 22, селективный усилитель 23,, синхронный детектор 24 и индикатор 25. Цель достигается за счет измерения неравномерности группового времени запаздывания на двух модулирующих частотах, соотношение между которыми обеспечивает работу фазового детектора на постоянной частоте Qz, т.е. Д = 2Я а также одновременным измерением как самого группового времени запаздывания, так и его неравномерности. 1 ил. первому входу модулятора 2, модулирующий генератор 3, выход которого через делитель 4 частоты íà m соединен с входом дополнительного делителя 5 частоты на п и с входом третьего фильтра б нижних частот, выход дополнительного делителя 5 на и через четвертый фильтр 7 нижних частот подключен к второму входу сумматора 8, первым входом подключенного к выходу третьего фильтра б нижних частот, выход сумматора 8 подключен к второму входу модулятора 2, выход которого через последовательно подключенные широкополосный усилитель 9 с автома-тической регулировкой усиления и

1638686

Коле бания, описыавемые выражениями (1) и (2), подаются на входы сумматора 8. Выходное колебание сумматора поступает на второй вход модулятора 2, на выходе которого формируется испытательный сигнал, который можно представить в виде

U<(t) = U соя(Ыс + 4,) + — — оя ((()+Я) 4+ Ц,)

--1. cosI (Q — Q)t +Я вЂ” (I) + - — — (соБ (Я+\2 )t + (I + Q ) т У а Г m Uw4.

2 о 2 2 о

miU 4

+ — — — соя Г(Я вЂ” 0 )t + (0 - 0 °

2 (3) U (t) = и cos(G3t +(р, — (р ) + -= - сов (я+ Q,)t + ®, + Ср, Ч, ) +

m,Um г

m%UN5 Г (0 (00Л Наива Г (-

+ — — — cos (Ю вЂ” (7 ) + (0 — (t -(0 + — — --" cos (((Д + Г2 )t + g + g — (I) +

2 2 о z z

+ — — - сов ((я -Q.z )t + (p — (р, -ц), (, mz Urn Г 1 (4)

Испытательный сигнал (4) поступает на вход амплитудного детектора I), выходной сигнал которого выражается формулой исследуемый четырехполюсник 10 подсоединен к входу амплитудного детектора 11, выход которого подключен одновременно к входам первого и второго 5 фильтров 12 и 13 нижних частот, выходы которых подключены к входам сме— сителя 14, выход первого фильтра 12 нижних частот подключен к первому входу коммутатора 15, второй вход которого подключен к выходу смесителя

14 через пятый фильтр 16 нижних частот, управляемый вход коммутатора

15 подключен к выходу коммутирующего генератора 17, выход коммутатора 15 через первый усилитель-ограничитель

18 соединен с входом фильтра 1 9 нижних частот, а выход четвертого фильтра 7 нижних частот через последовательно соединенные второй усилитель- 2р ограничитель 20 и седьмой фильтр 21 нижних частот подключен к одному входу фазового детектора 22, другой вход которого соединен с выходом фильтра

19, выход коммутирующего генератора 25

17 непосредственно и выход фазового детектора 22 через селективный усилитель 23 на частоту. коммутации подключены к соответствующим входам синхронного детектора 24, выходом подключен- gp ного к индикатору 25.

Измеритель работает следующим образом„

Испытательный сигнал (3) с выхода модулятора 2 поступает через широкополосный усилитель 9 с автоматической регулировкой усиления на вход иссле- 45 дуемого четырехполюсника 10. 55 где (p, (I) I, (0,, (0, (p (— соответствующие фазовые сдвига на частотах Q, Я +q,,Q-Q„M+n„u -Г,.

Высокочастотное колебание U (t- )

= Um cos (Qt +(р ), где (p — начальная фаза колебания, подается с выхода высокочастотного генератора 1 на первый вход модулятора 2. В качестве модулирующей функции высокочастотного колебания U, (t) служит сумма двух гармонических низкочастотных колебаний с частотами Q и g, которые формируются из колебания, поступающего с выхода модулирующего генератора 3 с помощью делителя 4 частоты на тп и дополнительного делителя 5 частоты на п, к которым подключены соответственно третий и четвертый фильтры 6 и 7 нижних частот. 3ТН колебания описываются формулами

U z(t) = U cos (Q,с + р,); (1)

U> () Umç (Qzt Ч2) (2) где ц), и (р — начальные фазы этих колебаний, учитывающие фазовые сдвиги, вносимые фильтрами 6 и 7 нижних частот.

После прохождения испытательного сигнала (3) через исследуемый четырехполюсник 10 его спектральные составляющие претерпевают фазовые сдвиги, которые переносятся на огибающие с частотами Q, и Д

1638686 н (ir к

U (t) = Ощ(cos(gt + (P + — — — -1 + cos(gt +g + = 1

Ч,— Ч, Ж-Ж шб

1 2 2 (5) С помощью первого и второго фильтров 12 и 13 нижних частот, настроенных соответственно на частоту Q u г

Я,, иэ напряжения (5) выделяются составляющие с указанными частотами модуляции

И (U>(t) = U cos(Q t +g +(f+ — — — )

qt ч, Щ.! z - г 3 (6), i ср, -ср (t) = Up cos(Q t + Q + (. + — — --) 15

Я 8 1 (3 2 У (7) где Ц !, Cp> — фазовые сдвиги, вносимые первым и вторым фильтрами 12 и 13 нижних частот. 20

Колебания (6) и (7) подаются на первый н второй входы смесителя !4, на выходе которого с помощью третьего фильтра 16 нижних частот выделяется напряжение с разностной частотой 25

= г= 9 — + при Q = 2 ъ(.г.

В первом положении коммутатора 15 на два положения, показанном на чертеже, колебание (6) с выхода первого фильтра 12 нижних частот подается через первый усилитель — ограничитель

18 и подключенный к нему четвертый фильтр 19 нижних частот на первый вход фазового детектора 22. С учетом фазового сдвига (, вносимого четвер. -I тым фильтром 19 нйжних частот, колебание (6) принимает вид () U сов(2 и +(+(+ P<

А"-Чг

+ — — — ) (8)

2 40 !

В качестве опорного сигнала фаэового детектора,22 служит колебание (1), поступающее с выхода четвертого фильтра 7 нижних частот через вто45 рой усилитель-ограничитель 20 и пятый фильтр 21 нижних частот, которое с учетом фазового сдвига (p, вносимого пятым фильтром 2! нижйих частот, можно преставить в виде

Ц „ (t) — Цв cos(Q t + Сг2 + Ч ). (9)

В результате сравнения по фазе напряжений (8) и (9) и их детектирования фазовым детектором 22 на его

55 выходе постоянное напряжение будет изменяться пропорционально групповому времени запаздывания, которое определяется по формуле

Н

П Чг-Чг (.

2Ог

Во втором положении коммутатора

15 на два положения на первый вход фазового детектора 22 подается напряжение с выхода смесителя 14, которое с учетом фазового сдвига Ц, вносимого четвертым фильтром 16 нижних частот, выражается формулой (а гп (п

2 2 (10) где(,! — фазовый сдвиг, вносимый фильтром 16.

Сравнение напряжениИ (9) и (! 0} позволяет получить на выходе фазово.— го детектора 22 постоянное напряжение, изменяющееся пропорционально разности группового времени запаздывания исследуемого четырехполюсника

10:

lg (Н л (-((,-g2 ((2 Ч а л и

2а 2 7ã. г

При периодическом переключении коммутатора 5 с по - ощью импульсов, поступающих с выхода коммутирующего генератора 17, на выходе фазового детектора 22 помимо -постоянной составляющей напряжения в каждый полупериод коммутации формируется переменное напряженке частоты коммутации, ампли-. туда которого также изменяется пропорционально групповому времени запаздывания. Переменное напряжение частоты коммутации на выходе фазового детектора 22 выделяется селективным усилителем 23 и поступает на первый вход синхронного детектора 24, второй вход которого подключен к выходу коммутирующего генератора 17. Амплитуда выходного напряжения синхронного детектора 24 изменяется в первый полупериод коммутации пропорционально групповому времени запаздывания исследуемого четырехполюсника, а во второй полупериод пропорционально его разности и измеряется индикатором 25, в качестве которого используется цифровой вольтметр с высокой разрешающей способностью.

Применение в предложенном измерителе двух модулирующнх частот позволяет расширить область его применеl638686 ния за счет измерения не только группового времени запаздывания, но и его неравномерности, причем при измерении группового времени запыздывания разрешающая способность сохраняется такой же, как и в прототипе, а при измерении неравномерности она возрастает пропорционально соотношению модулирующих частот. Поскольку оптималь- р ным является соотношение модулирующих частот, равное двум, то разрешающая способность измерения неравномерности группового времени запаздывания возрастает в два раза и составляет

+0,5 мкс .

Формула изобретения

Измеритель группового времени запаздывания, содержащий генератор высокой частоты, выходом подключенный к первому входу модулятора, модулирующий генератор, входную и выходную клеммы для подключения исследуемого четырехполюсника, амплитудный детектор, входом подключенный к выходной клемме, а выходом — к входу первого фильтра нижних частот, второй фильтр нижних частот, фазовый детектор и 30 индикатор, отличающийся тем, что, с целью повышения разрешающей способности измерения неравномерности группового времени запаздывания и расширения области применения, в него введены делитель частоты, на m, дополнительный делитель частоты на п, пять фильтров нижних частот, сумматор, широкополосный усилитель с автоматической регулировкой усиления, gp смеситель, коммутатор, коммутирующий генератор, два усилителя-ограничителя, селективный усилитель на частоту коммутации и синхронный детектор, причем делитель частоты на ш входом подключен к выходу модулирующего генератора, а выходом через третий фильтр нижних частот — к первому входу сумматора, вход дополнительного делителя частоты на п подключен к выходу делителя частоты íà m, выход дополнительного делителя частоты на и через четвертый фильтр нижних частот подключен к второму входу сумматора, выходом подключенного к второму входу модулятора, выход которого ч ерез широкополосный усилитель с автоматической регулировкой усиления подключен к входной клемме для подключения исследуемого четырехполюсника, второй фильтр нижних частот. входом подключен к выходу амплитудного детектора, а выходом — к первому входу смесителя, выход первого фильтра нижних частот подключен к первому входу коммутатора и к второму входу смесителя, выход которого через пятый фильтр нижних частот подключен к второму входу коммутатора, управляемый вход которого подключен к выходу коммутирующего генератора, выход коммутатора через последовательно соединенные первый усилитель-ограничитель и шес— той фильтр нижних частот подключен к первому входу фазового детектора, выход четвертого фильтра нижних частот через последовательно соединенные второй усипитель-ограничитель и седьмой фильтр нижних частот подключен к второму входу фазового детектора, выходом подключенного через селективный усилитель на частоту коммутации к первому входу синхронного детектора, второй вход которого подключен к выходу коммутирующего генератора, а выход синхронного детектора подключен к индикатору.

1638686

Составитель М.Катаиова

Техред С,Мигунова Корректор H,Êîðîëü

Редактор М.Циткина

Тираж 411

Заказ 927

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