61336 KI. 21 e, 27/28 Opublikowano: 20.1.1971 MKP G 01 r, 27/28 CZYTELNIA UKt Twórca wynalazku: Aleksander Makiedonski Wlasciciel patentu: Instytut Lacznosci, Warszawa (Polska) Sposób pomiaru charakterystyk grupowego czasu przejscia i tlumienia w czwórnikach elektrycznych oraz urzadzenie do stosowania tego sposobu Przedmiotem wynalazku jest sposób pomiaru charakterystyk grupowego czasu przejscia i tlu¬ mienia w czwórnikach elektrycznych oraz urza¬ dzenie do stosowania tego sposobu, które moze byc wykonane w postaci osobnego przyrzadu po¬ miarowego wzglednie jako wymienna wkladka do uniwersalnego szerokopasmowego oscyloskopu.Do pomiaru charakterystyk grupowego czasu przejscia w czwórnikach elektrycznych stosowany jest miedzy innymi sposób Nyauista. Jeden z moz¬ liwych ukladów urzadzenia do stosowania tego spo¬ sobu przedstawiony jest na fig. 1.Sygnal próbny, którym w tej metodzie pomiaru jest drganie o dwuwstegowej modulacji amplitudy i niewytlumionej fali nosnej, wytwarzany jest na wyjsciu niezrównowazonego modulatora amplitudy MA, do którego zacisków wejsciowych doprowa¬ dzone sa dwa sygnaly, sygnal wielkiej czestotli¬ wosci o pulsacji Q z przestrajanego generatora GQ oraz sygnal malej czestotliwosci o pulsacji co, z ge¬ neratora Gco. Z wyjscia modulatora MA sygnal próbny doprowadzany jest poprzez nastawny tlu¬ mik T do wejscia badanego czwórnika X. Tlumik T sluzy do nastawienia poziomu sygnalu próbnego na wejsciu badanego czwórnika.Po przejsciu sygnalu próbnego przez czwórnik X, jego obwiednia zostaje przesunieta w fazie o kat A z grupowym czasem *przejscia sygnalu, przez ten czwórnik TQ nastepujaca zaleznoscia: Aqp = coTO. 20 25 30 Kat A nym pomiedzy wyjsciem generatora Gco i wyjsciem detektora obwiedni D, wzglednie moze byc on od¬ czytany ze skali cechowanego przesuwnika fazy Wskaznikiem stanu kompensacji moze byc w tym przypadku lampa oscyloskopowa LO. Porównywa¬ ne sygnaly dpprowadzane sa do plytek odchylania pionowego i poziomego tej lampy poprzez wzmac¬ niacze Wl i W2. Stan kompensacji fazowej ukladu, sygnalizowany jest na ekranie lampy oscyloskopo¬ wej w momencie przeksztalcenia sie elipsy w linie prosta o charakterystycznym nachyleniu.Takie urzadzenie pomiarowe posiada powazna wade, gdyz nie moze sluzyc jednoczesnie do po¬ miaru z wymagana w wielu dziedzinach techniki dokladnoscia — charakterystyki tlumieniowej czwórników, która jak wiadomo nalezy obok cha¬ rakterystyki grupowego czasu przejscia do najwaz¬ niejszych parametrów, charakteryzujacych wlasci¬ wosci transmisyjne czwórnika. Dla wyznaczenia tej charakterystyki nawet ze stosunkowo mala do¬ kladnoscia, ograniczona zdolnoscia percepcji przez oko malych zmian dlugosci sladu plamki na ekra¬ nie lampy oscyloskopowej — wymagane jest utrzy¬ manie stalej glebokosci modulacji i poziomu syg¬ nalu próbnego, dostarczanego przez modulator MA.Przy pomiarze za pomoca omawianego urzadze¬ nia takze charakterystyki grupowego czasu przej¬ scia wysfepuja "niestystematyczne bledy pomiarowe 613363 wprowadzane przez detektor obwiedni, którego pa¬ rametry transmisyjne nawet przy zastosowaniu zlo¬ zonych ukladów korekcji w mniejszym lub wiek¬ szym stopniu zalezne sa od parametrów sygnalu wielkiej czestotliwosci na zaciskach wejsciowych 5 detektora.Celem wynalazku jest znalezienie sposobu po¬ miaru charakterystyki grupowego czasu przejscia oraz zbudowanie urzadzenia do stosowania tego sposobu, które nie zawieraloby wprowadzajacego 1C dodatkowe bledy pomiaru detektora obwiedni i jednoczesnie sluzyloby do wyznaczania z duza do¬ kladnoscia charakterystyki tlumieniowej badanego czwórnika. Cel ten zpstal osiagniety przez zastoso- • wanie. jako sygnalu próbnego — skladowej wielkiej w czestotliwosci, zmodulowanego polarnie drgania o stlumionej fali nosnej, przy czym stan kompensacji opóznienia czasowego i znieksztalcen tlumieniowych drgania próbnejgp sygnalizowany jest na podstawie ksztaltu obwiedni drgania o modulacji polarnej i 20 wytlumionej fali* nosnej w warunkach niewystepo¬ wania przesluchów miedzykanalowych.Urzadzenie do stosowania sposobu wedlug wy¬ nalazku zawiera zrównowazony modulator ampli¬ tudy, sumator, powielacz czestotliwosci i czlon for- 2E mowania napiecia piloksztaltnego, przy jednoczes¬ nym wlaczeniu pomiedzy wyjsciem generatora mo¬ dulujacego malej czestotliwosci i jednym z dwóch wejsc sumatora, nastawnego tlumika, cechowanego przesuwnika fazy i cechowanego tlumika, przy 3C czym nastawianie wartosci tlumienia wprowadza¬ nego przez znajdujace sie w torze sygnalu próbne¬ go i w torze sygnalu modulujacego nastawne tlu¬ miki — dokonywane jest jednoczesnie.Stosowanie urzadzenia wedlug wynalazku daje 35 znaczne korzysci techniczne wynikajace z mozli¬ wosci jednoczesnego pomiaru z duza dokladnoscia zarówno charakterystyki grupowego czasu przejscia jak i charakterystyki tlumieniowej badanego czwór¬ nika przy jednoczesnej eliminacji dodatkowych ble- 40 dów wprowadzanych przez detektor obwiedni znaj¬ dujacy sie w znanych ukladach urzadzen 'pomia¬ rowych.Sposób pomiaru wedlug wynalazku wykorzystu¬ je niepozadana ze wzgledów transmisyjnych wlas- 45 ciwosc drgania o modulacji polarnej i wytlumionej fali nosnej, polegajacej na bardzo duzej wrazliwos¬ ci tego drgania na zmiane ksztaltu jego obwiedni wywolana naruszeniem wzajemnych stosunków amplitudowo-fazowych pomiedzy skladowa wiel- 50 kiej i malej czestotliwosci drgania zmodulowanego.Drganie o modulacji polarnej stosowane jest jak wiadomo do przesylania za pomoca jednego nadaj¬ nika radiowego dwóch informacji. Kazdej z tych informacji przyporzadkowana jest jedna z jego dwóch obwiedni — odpowiadajaca maksymalnym wartosciom dodatnich wzglednie ujemnych, pól- okresów fali nosnej. Ksztalt obwiedni sygnalu o modulacji polarnej i wytlumionej fali nosnej przy dwóch aktywnych kanalach przedstawiony jest na fig. 2a.W przypadku aktywnosci tylko jednego kanalu i niewystepowaniu przesluchów miedzykanalowych, jedna z obwiedni czastkowych jest linia prosta, 63 4 a samo drganie wyglada tak jak na fig. 2b. Widmo takiego drgania przedstawione jest na fig. 2d.Drganie to jest liniowa superpozycja dwóch ele¬ mentów skladowej wielkiej czestotliwosci, o pul- sacjach D — co i Q + co oraz skladowej malej cze¬ stotliwosci o pulsacji co. Jesli przed zsumowaniem obu tych skladowych jedna z nich przepuscimy przez badany czwórnik, wówczas ksztalt obwiedni wytwarzanego- w wyniku superpozycji obu tych • skladowych drgania zlozonego, bedzie zalezny od wartosci tlumienia i opóznienia czasowego wpro¬ wadzanego przez badany czwórnik. Przykladowe ksztalty obwiedni sygnalu zlozonego, wytwarzanego w takim przypadku przedstawione sa na fig. 2c, 2e i 2f.Drganie o takiej obwiedni powstaje gdy amplitu¬ da skladowej wielkiej czestotliwosci jest wieksza od amplitudy skladowej malej czestotliwosci jak przed¬ stawia fig. 2c, lub mniejsza jak fig. 2e, wzglednie, gdy nastepuje opóznienie czasowe jednej z tych skladowych wzgledem drugiej jak pokazuje fig. 2f.Ze wzgledów praktycznych wygodniej jest stoso¬ wac w charakterze sygnalu próbnego skladowa wielkiej czestotliwosci drgania o modulacji polar¬ nej i wytlumionej fali. nosnej, a do toru skladowej malej czestotliwosci wtracic cechowany tlumik i cechowany przesuwnik fazy które beda sluzyc do kompensacji opóznienia czasowego i znieksztalcen tlumieniowych skladowej wielkiej czestotliwosci.Schemat blokowy przykladu urzadzenia do sto¬ sowania sposobu wedlug wynalazku przedstawiony jest na fig. 3.Skladowa wielkiej czestotliwosci drgania o mo¬ dulacji polarnej i wytlumionej fali nosnej wytwarzana jest za pomoca zrównowazone¬ go modulatora amplitudy ZM do którego doprowadzane sa * dwa drgania sinusoidalne o pulsacjach Q i co dostarczane przez generatory GQ i Gco. Skladowa wielkiej czestotliwosci po przejsciu przez nastawy tlumik Tu, ustalajacy poziom sygnalu próbnego na wejsciu badanego czwórnika X, doprowadzana jest do wejscia a su¬ matora 2. Do wejscia b sumatora doprowadzana jest natomiast skladowa malej czestotliwosci drga¬ nia o modulacji polarnej, po uprzednim jej przej¬ sciu przez nastawny tlumik T12, cechowany prze¬ suwnik fazowy zmiana poziomu sygnalu próbnego na wejsciu ba¬ danego czwórnika, przeprowadzana za pomoca tlu¬ mika Tu, nie wywolywala wzrostu niezaleznych od badanego czwórnika przesluchów miedzykanalo¬ wych drgania o modulacji polarnej, do toru skla¬ dowej malej czestotliwosci tego drgania wtracony jest tlumik T12, nastawianie którego dokonywane jest jednoczesnie z nastawianiem tlumika Tu.Powstajacy na wyjsciu sumatora sygnal zlozony doprowadzany jest poprzez wzmacniacz Wl do ply¬ tek odchylania pionowego lampy oscyloskopowej LO. Do drugiej pary plytek tej lampy doprowadza¬ ny jest sygnal rozciagu linearnego, wytwarzany w czlonie formowania napiecia piloksztaltnego CFP, sterowanego sygnalem wyjsciowym powielacza cze¬ stotliwosci PC. Dzieki powielaniu czestotliwosci na ekranie lampy oscyloskopowej obserwuje sie kilka okresów obwiedni sygnalu zmodulowanego polar-61330 nie, cd zwieksza dokladnosc rejestracji momentu w klJbrym nastepuje minimum przesluchów miedzy- kanalowych.. Sygnal rozciagu linearnego mozna równiez wy¬ twarzac za pomoca samowzbudnego generatora na¬ piecia piloksztaltnego, synchronizowanego drganiem wyjsciowym generatora Gco.Taka metoda jest szczególnie korzystna wtedy, gdy przyrzad pomiarowy wykonany jest w postaci wymiennej wkladki do uniwersalnego szerokopas¬ mowego oscyloskopu. Podstawowe czlony skladowe takiego oscyloskopu takie jak wzmacniacze odchy¬ lania pionowego i poziomego, czlon synchronizacji i generator napiecia rozciagu linearnego moga bo¬ wiem^ wchodzic w sklad przedstawionego na fig. 3 ukladu urzadzenia pomiarowego.Sposób postepowania przy pomiarze charakterys¬ tyki grupowego czasu przejscia i charakterystyki tlumieniowej w czwórnikach elektrycznych za po¬ moca urzadzenia wedlug wynalazku jest nastepu¬ jacy: Badany czwórnik wlacza sie pomiedzy zaciski A, B urzadzenia. Regulujac naprzemian tlumienie i przesuniecie fazowe wprowadzane przez znajduja¬ cy sie w torze skladowej malej czestoliwosci cecho¬ wany'tlumik Tc i cechowany przesuwanik fazy (pc dazymy do uzyskania na ekranie lampy oscylosko¬ powej — drgania zmodulowanego o ksztalcie jak na fig. 2b.Nastepnie zwiekszamy wspólczynnik wzmocnie¬ nia wzmacniacza W4 az do wartosci przy której na ekranie lampy oscyloskopowej zostanie wyraz¬ nie uwidoczniona srodkowa cz£sc przebiegu zmo¬ dulowanego i korygujemy polozenie elementów do- strojczych tlumika Tc i przesuwnika fazy e/?c az do momentu w którym obwiednia odpowiadajaca kanalowi biernemu drgania o modulacji polarnej i wytlumionej fali nosnej — bedzie linia prosta.W momencie tym nastepuje stan kompensacji tlu¬ mienia i opóznienia czasowego wprowadzanego przez badany czwórnik. Wartosci obu tych para¬ metrów odczytywane sa ze skali cechowanego tlu¬ mika i przesuwnika fazy, który w tym przypadku jest wycechowany bezposrednio w jednostkach opóznosci czasowej.Opóznienie czasowe sygnalu próbnego TQ po¬ wiazane jest bowiem z katem* przesuniecia fazowe¬ go Aq skladowej malej czestotliwosci drgania o modulacji polarnej, w warunkach niewystepowania przesluchów miedzykanalowych, nastepujaca zalez¬ noscia: 10 30 35 40 TG =- \f Aby mierzony tym sposobem grupowy czas przej¬ scia i tlumienie bylo jak najbardziej zblizone do wartosci tlumienia i opóznienia czasowego wpro¬ wadzanego przez badany czwórnik na czestotliwos¬ ci QI2n, pulsacja sygnalu modulujacego co, powin¬ na byc tak dobrana aby byla spelniona podobnie jak to ma miejsce w znanych urzadzeniach, naste¬ pujaca nierównosc tu <^ ft min gdzie Qm\n jest dolna granica pasma pulsacji robo¬ czych urzadzenia pomiarowego. PL