Цифровое устройство для измерения фазового времени задержки сигналов

 

ОП ИСАНИЕ

ИЗОВЕЕтЕНИЯ

К АВТОРСКОМУ СВИДЕТЕЛЬСТВУ

Союз Советских

Соцмапмстмческнх

Республик ()945848 (6l ) Дополнительное к авт. с вид-ву (22) Заявлено 13.06.80 (2l ) 2939342/18-21 с присоединением заявки И (5! )М. Кл. G 04 F 10/06

3ЬеударотееииыН комитет

СССР ло делам иаобретеиий и открытий (23) Приоритет

Опубликовано 23.07.82. Бюллетень № 27 (53) УДК621.317. .77 2 (088. 8 ) Дата опубликования описания 23.07.82 (72) Авторы изобретения

В, Г. Баженов, E. К. Батуревич и С, М. Маевский

Конструкторское бюро "Шторм» лри Киевском ордена Ленина политехническом институте им. 50-летия Велико Октябрьской социалистической революции (7I) Заявитель (54) ЦИФРОВОЕ УСТРОЙСТВО Д,ЛЯ ИЗМЕРЕНИЯ ФАЗОВОГО

ВРЕМЕНИ ЗАД,ЕРЖКИ СИГНАЛОВ

Изобретение относится к измерительной технике и может быть использовано для измерения фазового времени задержки в пиниях связи, в пиниях задержки, а также в широкополосных четырехлолюс5 никах с большой электрической длиной.

Известно устройство измерения времени задержки, содержащее.генератор высокой частоты, соединенный с одним из входов модулятора, к второму входу ко --, торого подключен генератор низкой фиксированной частоты, причем выход модулятора подключен к исследуемому четырехполюснику, между входом и выходом которого через детекторы подключен фазометр 1).

Однако данное устройство имеет низкую точность измерения, обусловленную тем, что результаты измерения времени задержки зависят от частоты и глубины модуляции сигнала, которые для каждого индивидуального измерителя могут быть разными.

Наиболее близким к предлагаемому по своей технической сущности является устройство измерения времени задержки, со держащее последовательно соединенные перестраиваемый генератор и исследуемый четырехполюсник, между входом и выходом которого включен фаэометр 21.

Однако это устройство имеет низкую. точность измерения ФВЗ, обусловленную неизбежным наличием переходных процес сов, возникающих вследствие того, что непрерывно изменяется частота тестово, го сигнала. При этом измерение фазового сдвига между входными и выходными сигналами исследуемого четырехлопюсни ка происходит непрерывно, что приводит к значительным динамическим погрешнос тям измерения.

Белью изобретения является повышение точности измерения и быстродействия.

Поставленная цель достигается тем, что в устройство, содержащее последова тельно соединенные перестраиваемый генератор тестовых сигналов и исследуемый четырехполюсник, между входом и выходом которого включен фазометр, дополнительно введены кпючи, два умножителя кодов, бпок стыковки шкап, сумматор, регистр, цифровое отсчетное устройство и бпок управления, причем выходы фаэометра подключены к входам первого умножителя непосредственно и через кгпочи — к входам регистра, а выходы первого умножителя подключены к одним из входов блока стыковки шкал, вторые вхо-. ды которого вместе с одними из входов сумматора и цифрового отсчетного устрой-1 ства подключены к выходам регистра, причем выходы блока стыковки шкал подключены к вторым входам сумматора; соединенного своими выходами, с входами второго умно>китепя, выходы которого сое- 0 динены с входами регистра, при этом со ". ответствующие . выходы бпока управления подкпючены к управпяюшим входам перестраиваемого генератора, фаэометра, ключей, обоих умножителей, регистра и цифро вого отсчетного устройства.

На чертеже представлена структурная схема предлагаемого изобретения.

Устройство измерения ФВЗ, сигналов содержит генератор 1 тестовых сигнапов, 30 подкпюченный к входу исспедуемдго че.тырехпопюсника 2, между входом и выходом которого вкпючен фаэометр 3. Выходы фазометра 3 связаны с входами пер. вого умножитепя 4 непосредственно и !

5 через ключи 5 — с входами регистра 6

Выходы первого умножитеггя 4 пвдкпючены к одним из входов бпока 7 стыковки шкап. Вторые входы бпока 7 стыковки шкал вместе с входами цифрового отсчет- 40 ного устройства 8 и с одним из .входов сумматора 9 подкпючены к выходу регистра 6. Выходы бпока 7 стыковки шкал подключены к вторым входам сумматора

9, выходы которого связаны с вторым

4S умножителем 10. Соответствующие выходы блока 11 управления подкпючены к уп« равпяюшим входам генератора 1, фаэо» метра 3, первого умножителя 4, ключей

5, второго умножителя 10, регистра 6 и цифрового отсчетного устройства 8, 50 на подключение к исследуемому четырехполюснику 2 тестового сигнала с заданной частотой R® > г.оответствуюшей 1-й, Устройстгзо работает спедуюшим образом.

С блока 1 1 управления на генератор

1 тестовых сигналов подается команда

945848 4 самой точной шкале измерения. Поспе того, как закончатся переходные процессы в исследуемом четырехпопюснике 2 с бпока 11 управпения на фаэометр подается команда, с приходом которой в регистре фазометра 3 регистрируется код резупьтата измерения фазового сдвига между входными и выходными сигналами с частотой аг„„ исследуемого четырехполюсника, Этот код с пбмощью ключей 5 по команде бпока 11 управления заносится в регистр 6, с выхода которого так же по команде бпока 11 управпения этот код подводится к вторым входам блока 7 стыковки шггал. B это время по команде блока 11 управпения к входу исспедуемого четырехпопюсника 2 подводится тестовый .сигнал с частотой Мгг, значение которой ниже значения ц) но выше значения частоты соответствующей соседней 3-й шка-! ле. Код результата измерения, соответствующего этой частоте аналогично по команде блока 1 1 управпения, фиксируется в регистре фазометра 3 и затем поступает на входы умножитепя 4 кодов, в котором по команде блока 11 управления происходит умножение этого кода на чиспо, равное отношению частот соседних шкап

Югм (в данном слу ае первой к второй), "мах 11олученный код с выходов умножителя 4, поступает на первые входы бпока 7 сты-, ковки шкал. Блок 7 стыковки шкал осуществляет сопоставление резупьтатов измерения на соседних шкапах и опредепение числа целых фазовых циклов бопее точной шкалы, содержащихся в грубом результате. На узел стыковки подается два резупьтата измерений, выраженных в

<е-1 относительных единицах, ц соответст/ Ф01 вующий точной шкале, с использованием

"гг-1 сигнала с частотой ul и соответ-.

"мог . ствующий более грубой соседней шкапе, с испопьзованием сигнала с частотойШ ,г1ля того, чтобы можно быпо сопоставить результаты измерения относитепьных фазовых сигнапов, полученные на разных частотах, грубый резупьтат приводим к точной шкапе, т.е. уравниваем масштабы измерений, что выполняется путем умноNИг 4 жения грубого результата на коэ "гг Ох фициент- — - Вычитая затем относиуепьг4ги 1 м ный резупьтат точного измерения

"maм иэ приведенного K масштабу точнбго йз мерения грубого реэупьтата, получаем цепое число г д г

945.Ф йа

= HÄ вЂ” j-— щ„" anat.) f

"yh

Код- уточненного значения ре"паа зупьтата измерения запоминается в ре .(гистре 6 и в нужный момент в спедуюшей ступени устранения неоднозначности по команде блока 11 управпения поступает на один иэ входов блока 7 стыковки шкал и сумматора 9. А в это время анапогично, как это приводилось на частоте И), / и UO „ производится измерение фазового 1О сдвига между входным и выходным сиг/ папами с частотой tD

ufN-4 блока 11 управпения на коэффициент а-

Поцученное в резупьтате умножения значение кода поступает на один из входов блока стыковки шкал, на вторые входы которого в этот момент поступает код, соответствующий предыдушему уточненнон му результату. .) 25

Таким образом, производится поспедовательное уточнение результатов измерения от точного к бопее грубому до тех пор; пока не будет произведена стыковка всех шкал, измерения, вкгпочдя и самую грубую шкапу, соответствуюшую сигнапу

ЗО с частотой Щ и не будет получено окончательное значение ФВЗ согпасно выражению где

И"

<Ю й1 Hp + 5

ulN К и,. Ю где и — значение кода уточненного pe-

inane эультата измерения на частоте f .,При этом значение частоты Щ выбрано из

1условия, обеспечивающего однозначный .ре, :зультат измерения фазового сдвига сигна- п ла в исследуемом четырехцопюснике, т.е. ц „< 2%;где 6н — значение ФВЗ на час I. Н тоте ®,,Бпя того, чтобы окончатепьный реэупь тат измерении соответствоваи ФВЗ в по- о следней ступени устранения неоднознач-., ности, коэффициент умножения умножителя 10 по команде бпока 11 управления выставляется равным 4(%<. Попучеииый ре. эультат измерения ФВЗ по команде блока 5

11 управленйя фиксируется на табло цифрового отсчетного устройства, и затем

secb цикл изменения повторяется сиачапа.

848 6

Предлагаемое устройство измерения

ФВЗ позволяет в широком диапазоне его значений повысить точность измерения поскопьку погрешность измерения ФВЗ в предлагаемом устройстве будет онреде ляться погрешностью измерения фазового сдвига на самой высокой заданной частоте измерения..

Кроме того, в зависимости от значения измеряемой вепичины в предлагае м; мом устройстве иммется возможноств в процессе измерения сокрашать чиспо вспять могатепьных„боцее грубых измерений, что позвопяет сушественно повысить быстродействие.

Формуца изобретения цифровое устройство для измерения фазового времени задержки сигнацов, со- держашее поспедоватепьно соединенные перестраиваемый генератор тестовых сигналов и исспедуемый четырехпопюсник, между входом и выходом которого вкшо чен фазометр, о т и и ч а ю ш е е с я тем, что, с цепью повышения точности измерения и быстродействия, в него,введены кпючи, два умножителя кодов, бпок стыковки шкал, сумматор, регистр, цифровое отсиетиое устройство и бпок управ- пения, причем выходы фазометра подкцючены к входам первого умножитепя непо-, средственно, и. через кпючи - к входам регистра, а выходы первого. умножитепя подключены к одним из входов :блока стыковки шкап, вторые входы которого вместе с одними из входов сумматора и входами цифрового отсчетного устройства подкшочены к выходам регистра, причем выходы блока стыковки шкап подключены . к вторым входам сумматора, соединенного своими выходами с входами второго умножитепя, выходы которого соединены с входами регистра, при этом соответсгвующие выходы блока управпения подключены к управляющим входам перестраива емого генератора, фаэометра, обоих уы ножитепей, кпючей, регистра .и цифрового отсчетного устройства.

Источники информации, принятые Во внимание при экспержэе

1»Бова Н. Т. и др. Методы измере ния групповой скорости .и группового вре

; меии задержки. Известия высших учебных заведевий. Радиотехника»,.т. 8, 1 965

2. Авторское свидетепьство СССР, ¹ 163221, кл, G 04 F 10/06, 1971...

945848

Составитель М, Катанова

Редактор Л. Гратиппо Техред Т.Маточка КорректорУ. Пономаренко

Заказ 5329/67 Тираж 427 Поддисное

ВНИИПИ Государственного комитета СССР по делам изобретений и открытий.

113035, Москва, Ж-35, Раушская наб., д. 4/5

Филиал ППП "Патент", r. Ужгород, уп. Проектная, 4