Устройство для измерения фазового времени задержки сигналов
(72) Авторы изобретения
В.Г.Баженов, E.Ê.Áàòóðåâè÷ и С.М.Иаевский
Конструкторское бюро "Шторм" при Киевском ордена Ленина политехническом институте им. 50-летия Великой
Октябрьской социалистической революции (7I ) Заявитель (54) УСТРОЙСТВО ДЛЯ ИЗМЕРЕНИЯ ФАЗОВОГО ВРЕМЕНИ
ЗАДЕРЖКИ СИГНАЛОВ
Изобретение относится к радиоизмерительной технике и может быть использовано для измерения фазового времени задержки в линиях связи, а также в широкополосных четырехполюсниках с большой электрической длиной.
Известно устройство измерения времени задержки, содержащее генератор высокой частоты, соединенный с одним из входов модулятора, к второму .ю входу которого подключен генератор ниэ кой Фиксированной частоты, причем выход модулятора подключен к исследуемому четырехполюснику, между входом и выходом которого через детек-15, торы подключен Фазометр(1).
I Однако это устройство имеет низкую точность измерения обусловленную тем, что результаты измерения времени задержки зависят от частоты и глубины его модуляции, которые для каждого индивидуального измерителя . могут быть разными. Кроме того, в ряде задач измерительной техники, 2 особенно связанных с радиолокацией, радионавигацией, при создании систем корреляционной обработки сигналов необходимо измерение именно абсолютного значения Фазового времени задержки ФВЗ.Это время совпадает с
ГВЗ и с временем задержки. сложных сигналов только в идеальных недисперсионных четырехполюсниках, имеющих нулевое затухание сигнала. В реальных четырехполюсниках, имеющих конечное затухание и дисперсию ГВЗ, время задержки сложных сигналов не совпадает с ФВЗ, поэтому опре" деление ФВЗ через зти параметры приводит к значительным погрешностям измерения.
Наиболее близким по своей технической сущности к предлагаемому является устройство измерения вре" мени задержки, содержащее последовательно соединенные перестраиваемый генеаатор и исследуемый четырехполюс3 93022 ник, между входом и выходом которого включен Фвзометр1,2).
Однако это устройство имеет низкую точность измерения ФВЗ, обусловленную неизбежным наличием переходных процессов, а также субъективными ошибками измерения.
Цель изобретения - повышение точности изме ения.
Поставленная цель достигается щ тем, что в устройство, содержащее последовательно соединенные перев страиваемый генератор тестовых сигна" лов и исследуемый четырехполюсник, между входом и выходом которого 15 в ключ ен фазометр, допол ни тел ь но введены сдвиговый регистр, .сумматор, умножитель, блок стыковки шкал, ре гистр памяти, цифровое отсчетное устройство и блок управления, причем выходы фазометра подключены к входам сдвигового регистра, одни выходы которого подключены к блоку стыковки шкал, а вторые - к входам сумматора, при этом к вторым входам сумматора подсоединены выходы регистра памяти, связанного с выходами блока стыковки шкал, а вторые входы блока стыковки шкал вместе с входами цифрового отсчетного устройства подключены к выходам умножителя, соединенного сво36 ими входами с выходами сумматора, кроме того соответствующие выходы блока управления подключены к управо ляющим входам перестраиваемого генератора тестовых сигналов, фазометра, сдвигового регистра, умножителя, регистра памяти и цифрового отсчетного устройства.
На чертеже приведена структурная схема устройства.
Предлагаемое устройство измерения ФВЗ содержит перестраиваемый генератор 1 тестовых частот, подключенный к входу исследуемого четырехполюсника 2, между входом и выходом 45 которого включен фаэометр 3. К выходам фазометра 3 подключен сдвиговый регистр 4, одни выходы которого соединены с одними иэ входов суммато- ра 5, а вторые - с блоком 6 стыков- 50 ки шкал, имеющим в своей основе обычный сумматор. Выходы сумматора 5 подключены к входам умножителя 7, выходы которого подключены к цифровому отсчетному устройству 8 и к вторым 55 входам блока 6 стыковки шкал. Последний своими выходами связан с регистром 9 памяти, выходы которого под4 4 лючены к вторым входам сумматора 5.
Соответствующие выходы блока 10 упРавления подключены к управляющим входам генератора 1, фаэометра 3, сдвигового регистра 4, умножителя 7, цифрового отсчетного устройства 8 и регистра 9 памяти.
Устройство работает:следующим образом.
В начальный момент работы с блйка
10 управления на генератор 1 тесто" вых сигналов подается команда на подключение к исследуемому четырехполюснику 2 тестового гармонического сигнала с частотой Щ, соответт ствующей 1-й самой грубой шкале измерения. Значение частоты Ю1 выбирается таким образом, чтобы измерения фазового сдвига на этой частоте было заведомо однозначным,т.е. чтобы выполнялось условие (Ю C gy 4 2 .
После завершения переходных про цессов в исследуемом четырехполюснике
2 с блока 10 управления (БУ1 на фазометр подается команда, разрешающая его работу. Код результата изме" рения, полученного с помощью фазометра 3, переписывается в сдвиговый регистр 4, где этот код с приходом сигнала с БУ 10 сдвигается так, чтобы он занял те разряды сдвигового регистра 4, которые связаны с входами сумматора 5. На вторые входы сумматора 5 в этот момент подается код с выхода регистра 9, значение которого равно нулю. По команде БУ 10 умножитель 7 производит умножение числа выраженного выходным кодом сумматора 5 на коэффициент Ь1, равный отношению масштабов соседних шкал 1„= гу„ в данном случае второй к
ЮЯ. первой ). Полученный в результате умножения код подводится к вторым входам блока 6 стыковки шкал. В это время по команде БУ IO к входу исследуемого четырехполюсника 2 подводится тестовый сигнал с частотой Ql<,значение которое превышает значение Щ но ниже значения частоты, соответ- ствующей следующей, соседней 3-й шкале. Аналогичным образом далее выполняется измерение фазового сдвига с помощью фазометра 3 на 2-й шкале и перепись кода, соответствующего этому результату измерения, в сдвиговый регистр 4, откуда этот код попадает на первые входы блока 6 стыковки шкал. Блок 6 стыковки шкал предназначен для проведения стыков930224 6 цифрового отсчетного устройства 8..
Затем весь процесс измерения повторяется снова.
Формула изобретения
5 ки результатов двух соседних шкал (в данном случае соответствующего самой грубой шкале, но зато однозначной и более точной, однозначность которой не гарантирована), т.е. с помощью блока 6 стыковки акал определяется число и„ целых фазовых циклов более точной шкалы, соответствующей тестовому сигналу с частотой t9g. заключающееся в резупь- 10 тате грубого измерения, полученного
Аа.грубой шкале, соответствующей тестовому сигналу с частотой Ш1
После того, как будет определено число Hq, которое по команде <5 блока 10. управления заносится в регистр 9, легко найти уточненное относительное значение фазового сдвига на частоте 0 с учетом целых фазой
1 П СВ А вых циклов из формулы И --, .что 20 реализуется с помощью сумматора 5, на одни входы которого с регистра 9 подается код, соответствующий числу И., а на вторые входы сумматора 5 подается код, соответствую- 25 щий значению
N2 после того, как
Ж, соответствующей третьей еще более точной шкале. Код, соответствую.щий результату измерения на третьей шкале, через регистр 4 подается на второй, вход блока 6 стыковки шкал, с помощью которого производится стыковка результата измерения, полученного на третьей шкале, с результатом предыдущей стыковки.
В дальнейшем работа устройства измерения ФВЗ происходит аналогичным путем и после проведения измерений на следующих шкалах, значения частот тестовых сигналов которых посте-.
50 пенно увеличиваются до тех пор, пока частота тестового сигнала не достигнет заданного значения Ф „ и не произойдет стыковка результата измерений, полученного на этой частоте, с результатом, полученном после предыдущей стыковки.
Полученный результат измерения ФВЗ по команде БУ 10 фиксируется на табло
Таким образом происходит определение фазового времени задержки ФВЗ путем последовательного ступенчатого пересчета результатов измерения от грубой шкалы к более точной.
Предлагаемое устройство измерения
ФВЗ позволяет существенно повысить точность измерения, поскольку в этом случае погрешность измерения определяется погрешностью применяемого фазометра на самой высокой заданной частоте измерения.
Кроме того, предлагаемое устройство позволяет автоматизировать весь процесс измерения и, таким образом, уменьшить ошибки обработки информации.
Устройство для измерения фазового ,времени задержки сигналов, содержащее последовательно соединенные пере" страиваемый генератор тестовых сигналов и исследуемый четыреЯполюс" ник, между входом и выходом которого включен фазометр, о т л и ч а ющ е е с я тем, что, с целью повышения точности измерения, в него . введены сдвиговый регистр, сумМатор, умножитепь,блок стыковки шкал, регистр памяти, цифровое отсчет— ное устройство и блок управления, причем выходы фазометра подключены к входам сдвигового регистра, одни выходы которого подключены к блоку стыковки шкал, а вторые - к входам сумматора, вторые входы которого подключены к выходам регистра памяти, входы которого подключены к выходам блока стыковки шкал, вторые входы которого подключены ко входам цифрового отсчетного устройства и выходам умножителя, подключенного своими входами к выходам сумматора, причем соответствующие выходы блока управления подключены к управляющим входам перестраиваемого генератора тестовых сигналов, фазометра, сдвигового регистра, умножителя, регистра памяти и цифрового отсчетного устройства.
Составитель Г. Нефедова
Редактор Н; Лазаренко Техредй. Рейвес .Корректор "- ° Шекмар
Заказ 3468/61 Тираж 949 Подписное
ВНИИПИ Государственного комитета СССР по делам изобретений и открытий
113035, Москва, W-35, Рауаская наб., д. 4/$
Филиал ППП "Патент", г. Ужгород, ул. Проектная, 4
Источники информации, принятые во внимание при экспертизе
1. Бова Н.Т и др. Методы измерения групповой скорости и группово930224, 8
ro времени задержки. Известия высших учебных заведений. "Радиотехника", 1965. т.8.
2. Авторское свидетельство СССР
3 11 163221, кл. G 04 F 10/06, 1964.
