SU1318987A1 - Способ определени фазового времени задержки четырехполюсников - Google Patents

Abstract

Изобретение относитс  к измерительной технике и может быть использовано дл  измерени  фазового времени задержки и фазовой посто нной четырехполюсников с большим затуханием . Цель изобретени  - повышение точности измерени , достигаетс  за счет питани  контролируемого четырехполюсника сигналом стабильной частоты fp, которую измен ют в небольших пределах однополосной модул цией сигналом низких частот F и F,. При этом абсолютна  нестабильность частот F. и F, на пор док и более меньше нестабильности частот f и fj высокочастотных сигналов прототипа . Способ значительно снижает вли - ние затухани  четырехполюсника на точность измерени  фазового времени задержки и фазовой посто нной за счет возможности усилени  низкочастотных сигналов с малым фазовым искажением. Устройство, реализующее способ, со- ;Держит высокочастотный генератор 1, однополосньй модул тор 2, перестраиваемый генератор 3 низкой частоты, контролируемый четырехполюсник 4, балансный смеситель 5, фильтр 7 низких частот, усилитель 8, перемножитель 9, интегратор 10 и индикатор 11. 1 ил. с «Б (Л оэ 00 со СХ)

Description

Изобретение относитс  к измерительной технике и может быть использована дл  и:змерени  фазового времени задержки и фазовой посто нной четырехполюсников с большим затуханием

Целью изобретени   вл етс  повышение точности измерени  фазового времени задержки четырехполюсников с большим затуханием.

На чертеже представлена структурна  схема устройства, реализующего способ измерени  фазового времени задержки, вариант.

Высокочастотный генератор 1 фиксированной (кварцованной) частоты через однополосный модул тор 2, управл ющий вход которого соединен с. перестраиваемым генератором 3 низкой частоты соединен с входом контролируемого четырехполюсника Д. Выход четьфех-полюсника 4 соединен с одним входом балансного смесител  5, другой вход-которого через фазовращатель 6 соединен с генератором 1. К выходу смесител  5 подключены последовательно соединенные фильтр 7 нижних частот, усилитель 8 низкой частоты, перемножитель 9, второй вход которого соединен с генератором 3 низкой частоты, интегратор 10 и индикатор 11. Выход низкой частоты генератора 3 соединен также с цифровым частотомером 12.

Сущность способа измерени  фазового времени задержки заключаетс  в следующем.

Высокочастотный сигнал Ц .Up,Cos(u)t +-4) фиксированной частоты U), проход щий через контролируемый четырехполюсник, подвергают однополосной модул ции сигналом низкой частоты U,j, (,t+с/) .

В результате однополосной модул ции частота высокочастотного сигнала со уменьшаетс  или увеличиваетс  на значение модулирующей частоты Я в зависимости от напр жени  передачи сигнала ( и; + ,). При выбранном напр жении передачи, например , с передачей нижней боковой полосы , высокочастотный сигнал принимает вид U,,,s (ы-Л,)1-.+ 3 .

Высокочастотный модулированный сигнал Uj проходит через контроли- руемьш четырехполюсник с фазовым временем задержки ut. Выходной ослабленный сигнал четырехполюсника и (Cos ( (t-/jir)+ t,- 4-2, где

K - коэффициент передачи четырехполюсника , перемножают с высокочастотным немодулированным сигналом U фиксированной частоты 4J

,U,,,,jCos(wt+t/J «CosUuj-fl,)- (

Выдел ют из спектра перемноженных сигналов составл ющую частоты модул ции

U(,K1K Un„Um7Cos.Я,t+(w-nJJt + / i,

где К - коэффициент переда 1и фильтра.

Перемножают выделенный сигнал U низкой частоты Я, с модулирующим сигналом Uj и интегрируют полученное произведение этих сигналов

и, iUiUtdt K,,,j. fCqs(w )flT .

Уменьшают частоту модул ции Я, . до получени  нулевого значени  проинтегрированного сигнала

25

Cos(w-n2) | (1)

Задерживают высокочастотный немодулированный сигнал фиксированной частоты и; , с которым перемножают выходной сигнал четырехполюсника на фазовый угол л If. Тогда выдел ема  составл юща  частоты модул ции S, принимает вид

U|,,(u)-flz) + -

Уменьшают вновь частоту модул ции 2 до восстановлени  нулевого значени  проинтегрированного сигнала

40

Cos() i -at/ Cos

(2)

Приравнива  левые части выражений (1) и (2), получаем выражение дл  фазового времени задержки

аЧ 1 ,„. --Frt

где F и Fj - частоты модулирующего

сигнала.

Фазовую посто нную четырехполюсника можно определить из выражени 

и) dif , (4) г ij

где f - фиксированна  частота высокочастотного сигнала. Однозначность измерени  фазового времени задержки по разности частот

F -F и фазовому сдвигу ( обеспечиваетс  при выборе этих параметров из услови 

10(/ ( - ,

10сГ1/«(,-5,)л г ,

макс

: 2

где c/Lf- порог чувствительности по

фазе индикации нулевого значени  проинтегрированного сигнала;

Л о„.,,. - максимальное значение фазовоR Wnv

го времени задержки четырех- полюсника.

В соответствии с этими услови ми первоначальное значение частоты модул ции и вводимого фазового сдвига выбирают из следующих соотношений:

1

йТ

макс

-. f

Величина затухани  контролируемог четырехполюсника теоретически не вли ет на соотношени  (1) и (2), по которым определ етс  фазовое врем  задержки (3) и фазова  посто нна  (4). Практически из-за конечного значени  порога чувствительности системы индикации нулевого значени  проинтегрированного сигнала большие затухани , четырехполюсника снижают точность измерени  его временных параметров . Однако возможность большего усилени  низкочастотных сигналов и, и и/ с малыми фазовыми искажени ми позвол ют уравн ть амплитуды перемножаемых сигналов и тем самым расширить диапазон контролируемых четырехполюсников по затуханию до 80-100 дБ.

Устройство, реализующее способ, работает следующим образом.

Высокочастотный сигнал генератора 1 в модул торе 2 подвергаетс  однополосной модул ции сигналом низкой частоты генератора 3.

В результате однополосной модул ции частота высокочастотного сигнала уменьшаетс  на значение частоты генератора 3, котора  выбираетс  из указанных выше соотношений. Модулированный сигнал проходит через контролируемый четырехполюсник 4, задерживаетс  и воздействует на один вход балансного смесител  5, на другой вход которого поступает немоду

0

f

0

0

5

0

5

5

0

5

лированный высокочастотньп сигнал генератора 1 без дополнительной задержки (фазовращатель 6 установлен в нулевое положение). Из перемноженных в балансном смесителе высокочастотных сигналов фильтром 7 нижних частот выдел етс  сигнал модулирующей частоты, который усиливаетс  усилителем 8 низкой частоты и перемножаетс  с модулирующим сигналом генератора 3 в перемножителе 9.

Из перемноженных сигналов интегратором 10 вьщел етс  посто нное напр жение, которое фиксируетс  индикатором 11 .

Изменением частоты генератора 3 устанавливают нулевое показание индикатора 11 и производ т отсчет частоты модулирующего сигнала по цифровому частотомеру 12. Затем с помощью фазовращател  6 задерживают на выбранный угол высокочастотный сигнал генератора 1 и изменением частоты генератора 3 восстанавливают нулевое показание индикатора 11. Измерив частотомером 12 второе значение частоты генератора 3, определ ют фазовое врем  задержки и фазовую посто нную четырехполюсника 4 с учетом показаний фазовращател  6 и ранее измеренной частоты модулирующего сигнала.

Повьш1ение точности измерени  задержки достигнуто за счет питани  контролируемого четырехполюсника сигналом стабильной частоты f, которую измен ют в небольших пределах однополосной модул цией сигналом низких частот F, и Fj . При этом абсолютна  нестабильность частоты F и Fj низкочастотных сигналов на пор док и более меньше нестабильности частоты f и fj высокочастотных сигналов известного устройства. Точность измерени  частоты низкочастотных сигналов также Bbmie точности измерени  частоты высокочастотных сигналов.

Значительно снижено вли ние затухани  четырёхполюсника на точность измерени  фазового времени задержки и фазовой посто нной за счет возможности усилени  низкочастотных сигналов с малыми фазовыми искажени ми и высокоточного перемножени  низкочастотных сигналов с выделением посто нной составл ющей из перемноженных сигналов.

5131

Claims (2)

1. Формула изобретени 

   Способ определени  фазового времени задержки четьфехполюсников основанный на перемножении высокочастотных сигналов с выхода и входа контролируемого четырехполюсника, дополнительной задержке одного из высокочастотных сигналов, интегрировании перемноженных сигналов и фиксации нулевого значени  при двух частотах перемножаемых сигналов, отличающийс  тем, что, с целью повышени  точности измерени  фазового времени задержки четьфехполюсников с большим затуханием, проход щий через четырехполюсник сигнал подвергают

   76

   однополосной модул ции сигналов низкой частоты, частоту которого выбирают обратно пропорциональной максимальному значению измер емой задержки , выдел ют из спектра перемноженных сигналов составл ющую частоты модул ции , перемножают ее с модулирующим сигналом, устанавливают нулевые значени  проинтегрированного сигнала

   при незадержанном F и задержанном F высокочастотном сигнале изменением частоты модулирующего сигнала и по разности частот модулирующего сигнала с учетом величины дополнительной задержки d м определ ют фазод (/ 1

   вое врем  дГ задержки 4Т
2. 2. F2.Fj