Способ измерения фазового времени задержки сигналов

Авторы патента:

БАЖЕНОВ ВИКТОР ГРИГОРЬЕВИЧ

БАТУРЕВИЧ ЕВГЕНИЙ КАРЛОВИЧ

МАЕВСКИЙ СТАНИСЛАВ МИХАЙЛОВИЧ

G04F10/06 - измерением фаз

O Il H C A H N K >864238

ИЗОБРЕТЕНИЯ

К АВТОРСКОМУ СВИДЕТЕЛЬСТВУ

Союз CosoTcllHx

Социапистичесник

Республик (Sl ) Дополнительное к авт. свил-ву (22) Заявлено 03. 09. 79 (21) 2813533/18-21 с присоединением заявки М (23) Приоритет

Опубликовано 15.09,81. Бюллетень _#_a 34

Дата ояублнкования описания 15.09.81 (51)М. Кл.

G 04 F 10/06 фкударстаанный комнтет

СССР аа делам нэобретвннй н вткрытнй (53) УДК б21 З17. 7 (088, 8) (72) Авторы изобре.тения

В.Г.Баженов, Е. К.Батуревич и С.M.Ìàå а сии .,„

Конструкторское бюро Шторм при Киевском "ордека

1l 11

Ленина политехническом институте им.50-летия И."ликой

Октяб ьской со иалистической еволю ии (7l) Заявитель (54) СПОСОБ ИЗМЕРЕНИЯ ФАЗОВОГО ВРЕМЕНИ

ЗАДЕРЖКИ СИГНАЛОВ

Изобретение относится к области радиоизмерительной техники и может

I быть использовано для измерения фазового времени задержки сигналов в линиях связи, в линиях задержки и некоторых других широкополосных четырехполюсниках.

Известен способ измерения времени задержки сигналов в четырехполюсниках, основанный на измерении частоты повторения радиоимпульсов при совпадении во времени задержанного радиоимпульса и следующего радиоимпульса, поступающего на вход линии задержки (1 ).

Однако при определении фазового времени задержки при помощи укаэан.ного способа из-за дисперсионных свойств исследуемых четырехполюсников возникает значительная погрешность.

Известен также способ, при котором измеряют фазовое время задержки путем сравнения фазы выходного сигнала четырехполюсника с фазой на его входе при изменении частоты входного сигнала и счете числа точек, в которых разность фаз между входным и выходным сигналами составляет

Ч =Щ2)1т11с, где m вЂ” целое число иэ ряда О, 1, 2... 1 2 ).

Однако этот способ имеет низкую точность измерения фазового времени з.держки дисперсионных четырехполюс10 ников в диапазоне час-от, так как позволяет определять время задержки только на нескольких фиксированных частотах (точках минимумов), на которых значение сдвига фаз входного выходного сигнала составляет

Qм1Ц2+тпЗ. При других значениях часто-ы фазовое время задержки может быть найдено только при использовании метода интерполя, ции, что приводит к значительным погрешностям измерения вреМени задержки. Кроме того, этот способ имеет низкое быстродействие; за счет использования метода интерполяции, 8642 а также за счет того, что необходимо очень точно фиксировать значение частот сигнала в точках "минимумов", что неизбежно приводит к ограничению скорости перестройки частоты в окрест5 ностях этих точек, а следовательно, к увеличению времени измерения.

Целью изобретения является повышение точности и быстродействия измерений фазового времени задержки сигналов в днсперсионных четырехполюсниках (типа линий связи и линий задержки ).

Поставленная цель достигается тем, что в способе измерения фазового

15 времени задержки сигналов путем срав нения фазы выходного сигнала четырехполюсника с фазой сигнала на его входе частоту входного сигнала изменяют от значения, при котором вносимый четырехполюсником фазовый сдвиг заведомо меньше 2 Я, до заданного значения частоты, на которой необходи мо определить фаэовое время задержки, или наоборот, при этом отсчитывают

25 целое число циклов изменения разности фаэ, а после достижения заданной частоты сигнала на выходе четырехполюсника отсчитывают доли фазового цикла и HcE.QMbIH результат определяют иэ выражения

ЭО

2й(и а)

Ф где n вЂ” число целых циклов изменения разности фаз;

0(. вЂ” доля фазового цикла;

Q3 вЂ” заданная частота, на которой необходимо определить фазовое время задержки сигнала.

На фиг.1 изображено устройство, реализующее данный способ; на фиг.2 временная диаграмма изменения частоты входного сигнала, В простейшем устройстве (фиг.1) выход перестраиваемого генератора 1 подсоединен ко входу исследуемого 45 четырехполюсника 2.

Между выходом и входом исследуемого четырехполюсника 2 включены параллельно устройство счета целых циклов изменения разности фаз 3 и фаэометр 50

4, Ко входу исследуемого четырехполюсника 2 подводится сигнал генератора 1 с частотой,. равной И1, где значение1Ю1 выбирается из условия

1 2Я:

И ан где 1- время задержки сигнала на ,частоте UO14

38 4

Затем частоту входного сигнала мо-,. нотонно изменяют до заданного значения Щ .

Во время этого изменения частоты (момент времени й1,й (фиг.2), а также во время t, ta (где ;момент времени, при котором частота выходного сигнала сравнивается с частотой) при помощи устройства счета целых циклов 3 путем непрерывного сравнения фаз входного и выходного сигналов считывают число целых циклов изменения разности фаз. После тото,как частота сигнала на выходе исследуемого четырехполюсника 2 сравняется с заданной частотой входного сигнала (момент времени ("иг. 2)в течение времени 6 Ь,, фазометром

4 производят измерение долей фазового цикла. Фазовое время задержки определяется нэ выражения ах(и+а) а), В случае создания автоматического измерителя фазового времени задержки частота входного сигнала должна изменяться от(ЙН до UO> по циклическому закону, как показано на фиг.2, где tg t - отрезок времени,в течение которого на выходе исследуемого четырехполясника заканчиваются переходные процессы при изменении час,тоты входного сиГнала От(И дО Щ11, Закон изменения частоты на участке времени t t не обязательно должен быть линейным, главное, чтобы производная в точке максимальной крутизны этой кривой не превышала значения максимально возможной скорости счета числа 11 устройством сче та целых циклов.

Последовательность определения фазового времени можно изменить, т.е. сначала определить доли фазового цикла Д, на частоте С5, а затеи, изменяя монотонно частоту входного сигнала От Ш ДО ЮипРи помоЩи УстРойетва счета целых циклов определить число И

Изобретение по сравнению с прото-, типом позволяет повысить точность и быстродействие измерений.

В предлагаемом способе скорость изменения частоты может быть в несколько десятков раз выше скорости изменения частоты в прототипе, так как нет необходимости в точной регистрации значений частоты, на которых набег

864238 фазы в исследуемом четырехполюснике . равен

2 В где 1и вЂ” целое число 1, 2, 3...

Пра кти чески быстродействие по данному способу определяется максимально возможной скоростью изменеЮ ния частоты входного сигнала. Измерение долей фазового цикла Д, необходимо выполнять только в одной точке на заданной фиксированной частотеЮ0, что упрощает возможность автоматизации процесса измерения по сравнению с прототипом.

При достижимой в настоящее время . высок и точности измерения разности фаз (погрешность b,Щ 0,40) на частоте 10 МГц погрешность измерения времени задержки может быть получена не более

Формула изобретения

Способ измерения фазового времени задержки сигналов путем сравнения

30 фазы выходного сигнала четырехполюсника с фазой сигнала на его входе при изменении частоты входного сигнала, о т л и ч г ю шийся тем, что, с целью повышения точности и быстродействия измерений, частоту входного сигнапа изменяют от значения, при котором вносимый четырехполюсником фазовый сдвиг заведомо меньше 2, до заданного значения

Частоты, на которой необходимо определить фаэовое время задержки, или наоборот, при этом отсчитывают целое число циклон изменения разности фаэ, а после достижения заданной частоты сигнала на выходе четырехполюсника отсчитывают доли фазового цикла и .искомый результат определяют по формуле

2Ф(и б4) 3 где И- число целых циклов изменения разности фаз; б, вЂ” доли фазового цикла;

Ц вЂ” заданная частота на которой

Э необходимо определить фаэовое время задержки.

Источники информации, принятые во внимание при экспертизе

1. Авторское свидетельство СССР

N - 169144, кл. МКИЗ G01 Я 25/00, от 1965 г.

2. Авторское свидетельство СССР

11 163221, кл. МКИЗ G04 10/06 от

1965 r.

864238

Составитель А. Старостина

Редактор О. Колесникова Техред g. Ац Корректор Е. Рощко