SU1005289A1 - Коммутационный измеритель времени задержки - Google Patents

Description

(5) КОММУТАЦИОННЫЙ ИЗМЕРИТЕЛЬ ВРЕМЕНИ ЗАДЕРЖКИ

Изобретение относитс  к радиоизиерительной технике и может 6bitb использовано при высокочастотных измерени х време|ни задержки в электрических цеп х, имеющих большую Неравномерность амплитудно-частотной характеристики ( многозвенные фильтры, магазины задержки, широкополосные трансформаторы, апериодические RCили Яигзвень , электроакустические линии задержки и т.п.) Известен способ определени  време ни задержки, основанный на измерении периода следовани  импульсов при совпадении их во времени, предыдущего и последующего с выхода и входа контролируемой электрической цепи| 1} Точность определени  времени задержки по указанному способу зависит в основном- от точности индикации совпадени  импульсов, т.е. момента отсчета периода их следовани  по шкале либо табло измерител  периода. При использовании в качестве такого индикатора совпадени  двухлучевбго осциллоскопа точность определени  задержки будет невелика из-за неидентичности фазовых характеристик входных цепей/усилителей вертикального отклонени  лучей осциллоскопа Наиболее близким по технической сущности к изобретению  вл етс  коммутационный измеритель времени задержки , содержащее генератор видеоимпульсов , соединенный с двум  высокочастотными генераторами, низко-частотный коммутационный генератор, коммутатор, управл ющим входом подключенный к выходу низкочастотного коммутационного генератора, входную клемму контролируемой цепи, соединенную со входами широкополосного аттенюатора и выходами коммутатора, детектор, входом соединенный с выходной клеммой контролируемой цепи, выходом - с фильтром частоты коммутации , и цифровой частотомер.

Данному устройству присущи следующие недостатки: трудность измерени  малых задержек, длительность которых соизмерима с длительностью радиоимпульсов{ в периодических зве- . нь х из-за отсутстви  на их амплитудночастотных характеристиках точек равного затухани  дл  двух манипулируемых частот радиоимпульсов невозможно измерение времени задержки| необходимость, ручной .регулировки частот двух высокочастотных генераторов на точках равного затухани  контролируемой цепи/ дополнительна  погрешность измерени  из-за дисперсии времени .задержки при манипулировании частоты заполнени , радиоимпульсов в широком частотном интервале.

Цель изобретени  - автоматизаци  измерени  и повышение точности.

Поставленна  цель достигаетс  тем что в коммутационный измеритель времени задержки, содержащий два высокочастотных генератора, коммутационный генератор, первый коммутатор, входами соединенный с выходами двух высокочастотных генераторов, управл ющим входом подключенный к выходу коммутационного генератора, входную клемму контролируемой цепи, соединенную, со входом широкополосного аттенюатора, и выходом первого коммутатора, фазовый детектор, одним входом соединенный с выходной клеммой контролируемо цепи, выходом-- с фильтром частоты коммутации и цифровой частотомер, введены блок задержки, второй коммутатор , синхронный детектор, балансный смеситель и фильтры нижних частот , при этом входна  клемма контролируемой цепи соединена со входом блока задержки, выход которого соединен с одним из входов второго коммутатора, другой вход которого подключен к выходу широкополосного аттенюатора, выход второго коммутатора подключен ко второму входу фазового детектора, выход фильтра частоты коммутации подключен к входу синхронного детектора, управл ющий вход которого соединен с управл ющим входом второго коммутатора и выходом коммутационного генератора , выход синхронного детектора соединен с управл ющим входом второго высокочастотного генератора, управл ющий вход первого высокочастотного генератора через первый фильтр нижних частот соединен с выходом фазового детектора, а выходы высокочастотных генераторовсоединены со входами балансного смесител , выход которого через второй фильтр .нижних

частот подключен к одному входу цифрового частотомера, другой вход которого подключен к выходу высокочастотного генератора.

На фиг. 1 представлена функциональНа  схема коммутационного измерител  бремени эа гержки; на фиг. 2 эпюры напр жений, по сн ющие работу этого измерител .

Управл емые по частоте высокочастотные генераторы 1 и 2 своими выходами соединены со входами автоматического коммутатора 3. Входна  клемма контролируемой цепи «соединена со входом широкополосного аттейк)атора 5 и.выходом автоматического KOMMyTaiTopa 3, она также соединена со входом 6лока 6 задержки, выход

котррого ;аеАине;н с одним из входов второго коммутатора 7, другой вход

КОТОРОГО соединен с выходом широкополосного аттенюатора 5, фазовый детектор 8 одним входом соединён.с выходной клеммой контролируемой цепи k. Выход фазового детектора В совдинён со входом первого, фильтра 9 нижних частот и с входт фильтра 10 частоты коммутации. Выход автоматического комг мутатора 7 подключен к второму входу фазового детектора 8. Выход фильтра 10 частоты коммутации подключен к входу синхронного детектора 11 , управл ющий вход которого соединен с управл ющими входами автоматических коммутаторов 3 и 7 и выходом коммутационного генератора 12,, Выход синхронного детектора 11 соединен с управл ющим входом генератора 2. Управл ющий вход генератора 1 соединен с выходом фильтра 9 нижних частот. Выходы генераторов 1 и 2 соединены со входами балансного смесител  13, выход которого через второй фильтр 14 нижних частот соединен с одним входом цифрового частотомера 15. Другой вход цифрового частотомера

15 подключен к выходу генератора 2. Коммутационный измеритель времени задержки работает следующим обзом .

Высокочастотные колебани  равHbix амплитуд (фиг. 2)

,co5()

Claims (1)

1. V n,( генераторов 1 и 2 поочередно через автоматический коммутатор3 управл емый низкочастотным напр жением и,поступают на входную клемму контролируемой цепи . Одновременно маиипулированное по частоте напр жение U4. состо щее из пакетов напр жений U, и2.воздействует на вход широкогюШсного аттенюатора 5 и блока 6 задержки. На выход контролируемой цепи k проход т пакеты напр жений Ол и U, задержанные во времени coe e«;H -fc-TMJ, Л 5-ип16 (-t-T)fa3, где tJ измер ема  задержка Напр жени  U поочередно воз действуют на один вход фазового де . тектора 8. На другой вход фазового детектора 8 поочередно воздействуют пакеты напр жений U и 1) , прошедшие соответственно через )оатор. 5 или блок 6 задержки с помощью автоматическрго коммутатора 7. В один полупериод коммутационного напр жени  1), ч астота Я. которого выбрана- значительно меньше частот генераторов 1 и 2 ( П.гга|), на входы фазового детектора 8 воздействуют пакеты напр жений Uj с выходной клеммы контролируемой цепи Ц и напр  жени  и с выхода детектора 8 образу етс  посто нное напр жение ug-- cosu;.,r, где К - коэффициент преобразовани  фазового детектора В/рад. Напр жение Ug через фильтр 9 нижних частот воздействует на управл ющий вход генератора 1, измен   его частоту U) до значени , при котором это Напр жение будет минимальным. За несколько часов тактов коммутации это напр жение практически становитс  близким к нулю (), В другой полупериод коммутации на выходе фазового детектора 8 образ етс  напр жение (T-AT), где ЛТ известн а  задержка , вносима  звеном 6, выбираема  из услови  дТГ лс2ПГ / а/. 1 9 В результате непрерывной работы коммутаторов 3 и 7 на выходе фазового детектора 8 нар ду с посто нной возникает и переменна  составл юща  напр жени  частоты коммутации с амплитудой J(i Jvy,o - Т С05%СГ-ДТ) . V119 4Автоматическа  подстройка частоты (f генератора 1 обеспечивает работу фазового детектора 8 вблизи нул , т,е, на линейном участке преобразовательной характеристики. Поэтому амплитуда переменного напр жени  при условии Af« 2г((уимёет вид ,9 )1 Переменное напр жение Up вадел етс  фильтром 10 частоты коммутации и выпр мл етс  синхронным детектором 11. Выпр мленное напр жение U WfV воздействует на управл ющий вход генератора 2, измен   его частоту (J/j. до значени , при котором напр жение при близитс  к нулю. Пренебрега  статизмом системы автоподстройки частоты, получаем ( ,)Т-Ю2АТ 0, откуда измер емое врем  задержки ( Уд Т ДГ л) Колебани  генераторов 1 и 2 смешиваютс  в балансном смесителе 13. Вторым фильтром U нижних частот выдел ютс  колебани  разностнсЛ частотыСР - It}, которые поступают на один из входов цифрового частотомера 15« На другой вход частотомера 15 поступают колебани  генератора2 с частотой Cf. При работе частотомера 15 в режиме измерени  отношени  частот U/I,/()Ц ) его показани  будут пропорциональны измер емой . В качестве блока с известной задержкой может быть использована, например , интегрирующа  RC-цепь из стабильного резистора R и конденсатора С ). Таким образом, данный измеритель позвол ет полностью автоматизировать процесс измерени , За счет автоматической настройки высокочастотных генёраторов на близкие частоты устранена погрешность от дисперсии времени задержки контролируемой цепи. Сравнение пакетов по фазе повышает помехозащищенность измерител  времени задержки и расшир ет диапазон измер емых значений в области малых значений . Сн ты ограничени  ма форму амплитудно-частотной характеристики контролируемой цепи, что позвол ет измер ть задержку апериодических звеньев . Формула изобретени  Коммутационный измеритель време- ни задержки, содержащий два высокочастотных генератора, коммутационный генератор, первьгй кЬммутатор входами соединенный с вцходами двух высокоча стотнйх генераторов, управл к м входом подключенный к выходу к 1мутацион ного генератора, входную iiqieMMy контролируемой цепи, соединенную с вХой широкопопосного аттенюато0а и выходом первого коммутатора, фазовый детектор одним входом соединенный с выходной клеммой koHTpoJWpyeMc i цепи, выходомс , фильтромчастоты коммутации, и Цифровой частотомер, о т л и чаю щ и и с   тем, что, с целью автоматизации измерени  и повышени  точности введены блок задержки, второй коммутатор , синхронный детектор, балансный смеситель и фильтры нижних частог , при этом входна  клемма контролируемой цели соединена с входом блока задержки, выход которого соединен с одним из входбв второго коммутатор ра, другой вход которого подключен к выходу шрокрпрлосного аттенюатора выход второго коммутатора подключен к второму входу фазового детектора, выход фильтра частоты коммутации подключен к входу синхронного детектора , (11ий вход которого соединвн с упа авл 1ощим входш второго коммутатора и выходом коммутационного генератора, выход синхронного детектьра соединен с управл ющим входом второго высокочастотного генераfQpa , управл ющий вход первого высбкочастотного генератора через первый фильтр нижних частот соединен с 19б1 одом; фазового детектсч а, а выходы высокочастотных генераторов.соединены с. входами балансного смесител , выход которого через второй фильп-р нижних частот подключен к одному входу цифрового частотомера, другой вход которого подключен к второго вы- , сокомагстотного генератора, Источники информации, прин тые во внимание при экспертизе 1« Измерени  в электронжк е. Справочник под ред. 6.А Доброхотова, М.-Л., Энерги , Т965, т. 2, с. , рис.10 .. . 2, Авторское свидетельство СССР М- 81995, кл. Н 03 К 5/13, 08.10.73.

   VH/ V Ч

   АА7

   Уч /X

   X/ ч/г

   t. t

   III

   .i

   (

   V V V

   k V

   л

   Л л л л

   : VV V

   V

   1/ . /X

   / /

   i

   1 t

   tft.2