Устройство для измерения случайной составляющей неравномерности фазо-частотной характеристики

 

ВСКССЮРРАУ;

О П И Н.Й Е

ИЗОБРЕТЕНИЯ

Союв Советских

Социалистических

Республик

К АВТОРСКОМУ СВИДЕТЕЛЬСТВУ

Зависимое от авт. свидетельства №

М. Кл. Н 04b l3 46

Заявлено О З.XI,1970 (№ 1490708/26-9) с присоединением заявки ¹

Приоритет

Опубликовано 01.III.1973. Бюллетень № 13

Дата опубликования описания Iá.IX.1973

Комитет по делам иаобретений и открытий при Совете Министров

СССР

УДК 621.394.66 (088.8) !

Авторы изобретения

В. М. Розов, М. И. Романовский, В. И, Тюрин, Е. Г. Голубев, В. С. Архипов и А. С. Проходцев

Московский электротехнический институт связи

Заявитель

УСТРОЙСТВО ДЛЯ ИЗМЕРЕНИЯ СЛУЧАЙНОЙ СОСТАВЛЯЮЩЕЙ

НЕРАВНОМЕРНОСТИ ФАЗО-ЧАСТОТНОЙ ХАРАКТЕРИСТИКИ

КАНАЛА

Известны устройства. для измерения случайной составляющей неравномерности фазочастотной характеристики канала, состоящие из передающей части, содержащей высокостабильный задающий генератор и формирователь двух когерентных колебаний различных частот, и приемной чаоти в виде анализатора, содержащего фазоизмеритель, формирователь опорного напряжения и блок регистрации.

Цель изобретения — повышение точности измерений и устранение фазовых сдвигов. Достигается она тем, что в предлагаемом устройстве выход приемника подключен ко входу выделителя минимумов огибающей биений, выход которого подключен к одному из входов триггера привязки, выход которого подключен одновременно к одному из входов дополнительного узла дискретной автоподстройки фазы и ко входу фазоизмери|теля, а выход последнего подключен к блоку регистрации данных. При этом выход высокостабильного задающего генератора приемной части через делитель частоты подключен к другому входу узла дискретной автоподстройки фазы. В узле дискретной автоподстройки фазы выход фазового дискриминатора подключен через схему дооавления и исключения и!мпуль".îâ ко входу управляемого делителя, выход которого подключен ко второму входу фазового дискриминатора.

На фиг. 1 представлена блок-схема предлагаемого устройства; фиг. 2 и 3 поясняют работу фазоизмерителя.

I(передатчику 1 подключен выход передающей части 2 устройства, которая содержит высокостабильный задающий генератор 8 и формирователь 4.

Приемная часть устройства выполнена в виде анализатора б, вход которого подклю1о чен к выходу приемника б. Анализатор состоит из выделителя минимумов огибающей биений 7, подключенного к триггеру привязки 8, формирователя опорного напряжения, содержащего высокостабильный задающии генера15 тор 9, делитель частоты 10 с переменньвм коэффициентом деления и узел 11 дискретной автоподстройки фазы, фазоизмерителя 12— многопозиционного дискретного фазового дискриминатора и блока регистрации данных

20 18. Выдели тель минимумом огибающей включает в себя детектор огибающей 14, дифференциатор 15, усилитель-ограничитель 1б и нульорган 17, в качестве которого использован триггер Шмитта. Узел 11 дискретной автопод25 стройки фазы состоит из фазового дискриминатора 18, схемы 19 добавления и исключения импульсов и управляемого делителя, содержащего делитель частоты 20 и.делитель частоты 21. Фазоизмеритель 12 содержит делиЗО тель частоты 21 и дешифратор 22, 372716

Делитель частоты 21 содержит цепь последовательно соединенных статических триггеров 28 (фиг. 2), На передающей стороне канала формирователь 4 создает из напряжения высокостабильного задающего генератора 8 пару когерентных синусоидальных колебаний с частотами / и f+hf. Значение hf может изменяться при помощи переключателя. Передатчик 1 с помощью передающей антенны излучает два колебания:

U sin((f, + f)2-.t+ o(j

U sin ((fо + f + Af) 2" + уоо1 где fp — частота несущей; (рм и (ро» вЂ” начальные фазы исходных колебаний.

Приемник б .на своем выходе выделяет сумму двух колебаний в напряжение биений:

Up(t) =U (sin (f 2 (t — t )+ „— <;" i1+

+ sin ((f + Л/) 2(: (/ — / ) + boa i(21( где t — время прохождения сигнала через канал; р(, и (р . — случайные составляющие фаз, обусловленные влиянием канала (c переменными параметрами на переданный ситнал.

Огибающая биений после детектирования равна:

U„(p= 2U cos (Ь(".((— 1 ) -(Voa Vox Vg, Тд

2 2

Фаза Up>(t) содержит случайную составляющую разности фаз колебаний. Для выделения случайной составляющей разности фаз необходимо сравнить фазу Upg(t) с фазой опорного напряжения. С этой целью принятый сигнал подают на вход выделителя минимумов огибающей биений 7, где детектором огибающей 14 выделяется, например, верхняя огибающая биений, частота минимальных значений которой равна Л . Затем напряжение огибающей проходит через дифференциатор 15, усилитель-ограничитель 16 и подается на нуль-орган 17, на выходе которого образуется последовательность прямоугольных им пульсов с частотой Af, положение определенныхфронтов которых (например, отрицательных) совпадает по времени с минимальными значенияМИ Уо2 (1) .

Последовательность импульсов с выхода выделителя минимумов огибающей биений 7 подается на один из входов триггера привязки

8, на другой вход которого попадает напряжение с выхода высокостабильного задающего генератора 9, представляющее собой последовательность прямоугольных импульсов с частотой „)) Af. Триггер привязки формирует на своем выходе последовательность прямоугольных импульсов с частотой Af, определенные фронты которых (например, отрицатель ные) совпадают по времени с соответствующими отрицателыными фронтами импульсов с выхода задающего генератора 9. Совпадение

5 фронтов необходимо для более четкой работы фазоизмерителя 12. С выхода триггера привязки 8 импульсы подаются на дешифратор

22 фазоизмерителя 12 и на один из входов фазового дискриминатора 18, являющегося

10 частью узла 11 дискретной автоподстройки фазы, работа которого доотаточно подробно описана в литературе. Следует только сказать, что опорный сигнал, образованный генератором 9, пройдя делитель частоты 10 с перемен15 ным коэффициентом деления, схему 19 до(бавления и исключения импульсов и делители частоты 20 и 21, подается на другой вход фазового дискриминатора 18 для сравнения по фазе с принятым сигналом. Таким образом, 20 в делителе частоты 21 формируется опорное напряжение, подстроенное по фазе под принятый сигнал с точностью до случайных фазовых сдвигов, которые являются результатом воздействия канала на переданный сигнал.

25 Постоянная времени узла дискретной автоподстройки фазы выбрана так, что она отслеживает только сравнительно медленные фазовые сдвиги между принятым и опорным сигналами, а на более быстрые сдвиги, обусловленные

30 воздействием канала на переданный сигнал, в силу своей инерционности не реагирует, создавая таким образом условия для их измерения.

Более подробно образование Опорного на35 пряжения в делителе частоты можно объяснить, пользуясь фиг. 2 и 3. Делитель частоты 21 представляет собой п-разрядный двоичный счетчик, каждый из разрядов которого выполнен на статическом триггере 28 (фиг.2).

40 Для определенности на чертеже представлено пять разрядов, следовательно, коэффициент деления равен 2 = 32, а в общем случае он равен 2". Выход каждото триггера подключен к дешифратору 22. На эпюре б (фиг. 3) изоб45 ражена форума напряжения на входе делителя частоты, а на эпюрах в — ж — на соответствующих его выходах. Поскольку любой из триггеров делителя частоты имеет два равновозможных устойчивых состояния, сочетание

50 полярностей напряжений на определенных выходах триггеров каждый раз меняется через интервал времени т, равный периоду входного на пряжения делителя частоты, повторяясь через время 2" т, равное периоду следования

55 им(пульсов с выхода триггера привязки 8. Таким образом, период напряжения на выходе последнего триггера можно разбить на 2П зон (на фиг. 3 таких зон три). Каждой зоне соответствует вполне определенное сочетание по60 лярностей напряжений на выходах делителя частоты. Им(пульс с выхода триггера привязки

8 подается с помощью дешифратора 22 на счетчик блока регистрации данных 28, соответствующий определенной фазе, Так, напри65 мер, если импульс с выхода тритгера.8 появ372716 и8 l ляется в седьмой зоне (фиг. 3, эпюра а), с выхода дешифратора импульс попадает на счетчик, который фиисирует фазовые отклонения от 6 до 7, т. е. от 67,5 до 78,5 .

370 360

32 32

Если же импульс с выхода триггера 8 появляется в первой или тридцать второй зоне, срабатывают счетчики, фиксирующие отклонения от 0 до 11,25 или от 0 до — 11,25 соответственно. Таким образом непрерывно фиксируются фазовые отклонения принятого сигнала относительно опорного напряжения, обусловленные воздействием среды с переменными параметрами на,переданный сигнал. Очевидно, разрешающая способность устройства равна

2 —" 360 и в принципе может быть сколь угодно высокой.

Предмет изобретения

1. Устройство для измерения случайной cocTBçëÿþòöåé неравномерности фазо-частотной характеристики канала, состоящее из передающей части, содержащей высокостабильный задающий генератор и формирователь двух когерентных колебаний различных частот, и,приемной части в виде анализатора, содержащего фазоизмеритель, формирователь апорного напряжения и блок регистрации, триггер привязки, делитель частоты, высокостабиль5 ный задающий генератор, отличающееся тем, что, с целью повышения точности измерения и устранения фазовых сдвигов, выход ариемника подключен ко входу выделителя минимумов огибающей биений, выход которого

10 подключен к одному из входов триггера привязки, выход которого подсоединен одновременно к одному из входов дополнительного узла дискретной автоподстройки фазы и ко входу фазоизмерителя, а выход последнего

15 подключен к блоку регистрации данных, при этом выход высокостабильного задающего генератора приемной части через делитель частоты подключен к другому входу узла дискретной автоподстройки фазы.

20 2. Устройство по п. 1, отличающееся тем, что в узле дискретной автоподстройки фазы выход фазового дискриминатора подключен через схему добавления и исключения импульсов ко входу управляемого делителя, выход

25 которого подключен ко второму входу фазового дискриминатора.

372716

Составитель И. Герасимова

Корректоры: T. Журавлева и Л. Царькова

Техред Г. Дворина

Редактор Б. Федотов

Типография, пр. Сапунова, 2

Заказ 949/!3 Изд. № 273 Тираж 678 Подписное

ЦНИИПИ Комитета по делам изобретений и открытий при Совете Министров СССР

Москва, Ж-35, Раушская наб., д. 4/5