SU1322181A1 - Способ определени фазовых флуктуаций импульсных сигналов - Google Patents

Abstract

Изобретение относитс  к измерительной технике и может быть использовано при создании измерителей фазовых флуктуации сигналов. По предложенному способу из исследуемого сигнала формируют опорный сигнал, в котором исключаютс  паразитные временные смещени . Из опорного и исследуемого сигналов получают сигнал с односторонней широтно-импульсной модул цией , в котором имеютс  составл ющие, амплитуда которых пропорциональна величинам паразитных фазовых флуктуации. Дл  определени  эффективных значений фазовой фпуктуации измер ют зффектив-г ный уровень составл ющих спектра, обусловленных паразитными искажени ми сигнала. Устройство, реализующее способ, содержит узкополосный фильтр 1, умножитель 2, сумматор 3, генератор 4 калибровочного сигнала, дели-, тель 5, RS-триггер 6, широкополосный усилитель 7, анализатор 8 спектра и вольтметр 9. Способ позвол ет расширить диапазон измерени  фазовых флуктуации в сторону малых величин. 1 ил. С/)

Description

11322181

Изобретение относитс  к радиоизме рительной технике и может быть использовано при создании измерителей фазовых флуктуации сигналов.

Цель изобретени  - расширение диа- с пазона измерени  фазовых флуктуации в сторону малых величин.

На чертеже представлена блок-схема устройства, реализующего предлагаемый способ,10

Устройство содержн;т последовательно соединенные узкополосный фильтр 1, умножитель 2 и сумматор 3, второй вход которого соединен с выходом генератора 4 калибровочного сигнала. Выход 15 сумматора 3 через делитель 5 соединен с S-входом RS-триггера 6 выходом соединенный через широкополосный усилитель 7с фильтром низких частот, с входами анализатора 8 спектра и вольт-20 метра 9, при этом RS-триггера соединен с клеммой входного сигнала.

Сущность способа заключаетс  в том, что из исследуемого сигнала формируют опорный сигнал, в котором от- 5 су.тствуют паразитные временные смещени  . Из опорного сигнала и исследуемого сигнала получают сигнал с односторонней широтно-импульсной модул цией , в котором присутствуют сое- 30 тавл ющие, амплитуды которых пропорциональны величинам паразитных фазовых флуктуации. При этом дл  определени  эффективных значений фазовой луктуации достаточно измер ть эф- 35 фективный уровень составл ющих спектра , обусловленных паразитными искажени ми сигнала.

Исследуемый сигнал с частотой Fy,. через узкополосный фильтр 1, умножи- 40 тель 2, сумматор 3 поступает на де- итель 5,

Сигнал на выходе сумматора 3 имеет следующий вид;

ej.(t)E coskcD t -к EnCosO| t, (1)

где со о частота исследуемого

сигнапа;

частота калибровочного сп сигнала;

E coskUjt - сигнал на выходе умножител  2 на k с амапитудой

S.;

- калибровочный сигнал ге- «г нератора 4 с амплитудой Е,;

причем Е ЕС, значение Шц удоЕ

летвор ет условию

т ны че го н 

вы

e

«о е-

гд

бо

да то

пр ет

со

фа с

но ни k ны ла

пр

,(t

гд

«о

kcDo - и W|,

«о

kO,+ ---. (2)

Указанный сигнал (1) с амплитудно- фазовой модул цией поступает на делитель 5, формирующий опорный импульсный сигнал. В делителе 5 на k в качестве преобразовател  синусоидального сигнала в импульсный обычно примен етс  ограничитель.

При условии Е .i ЕО сигнал на выходе ограничител 

2А

тГ

n,г,..,

-sin :rmcosmk(0ot + та J.

«о f А т - е-- C(nArik 44 L , ч

;5,,2 cos(mkco.ta,)t, 3)

где А - амплитуда импульса на выходе

ограничител . Полученный сигнал представл ет со21Г бой меандр с периодом Т«в :- с заfctOfl

данной фазовой модул цией, глубина которой определ етс  выражением

А, . Е, М - щ

(4)

w

причем амплитудна  модул ци  подавл етс  в ограничителе. Кроме того, из

uif it соотношени  -г- ;j; св зывающего

фазовые сдвиги с временными, следует с учетом (4) при m 1

ut

IS EJf - l. JS 21Г „ ko, Е„

(5)

Таким образом, задава  определенное соотношение , на входе ограничител , вход щего в делитель 5 на k, можно получать известные временные (фазовы е) сдвиги выходного сигнала ограничител  с частотой to.

Выражение (3) с учетом (5) можно преобразовать к виду

,(t) |- isinir |-mcosmko,t +

mt(,2 .,

2Aut

(-lf cos(tricCiM)t,

(6)

5Л- T,

t

2T

2k (0„

TO , 2&t 2k ТГ,,

Ejc iiE.

При прохождении сигнала (6) через цифровой делитель 5 при условии (2) сигнал на выходе делител  5 на k с

учетом, что Т kT,., То

о t а т- можно записать - . /А vr- 1 . . и .

ед(.с; .- 2 -sin(--m)cosmto t +

4 m.u , m 2k

-ь cosw.t t

11 -|--(-l) cos °

Таким образом, сигнал на выходе делител  5 на k представл ет собой импульсный сигнал с периодом иссле2- - дуемого сигнала Тд -т;-, длительностью импульса с

ie. 2k

с калиброванными временньми (фазовыми) смещени ми импульсов, амплитуда которых опре- дел етс  уровнем сигнала к,алибровоч- ного генератора 4. Уровень сигнала генератора 4 устанавливаетс  так, что эффективное напр жение боковых составл ющих опорного сигнала (7) и эффективное напр жение боковых составл ющих исследуемого сигнала, прошедших через узкополосный фильтр 1 и широкополосный усилитель 7 и измеренные вольтметром 9, были бы равны (ис пользуетс  метод компарировани ). Выходной сигнал делител  5 поступает на S-вход RS-триггера 6. На R-вход RS-триггера 6 поступает исследуемый сигнал. На выходе триггера 6 получа- етс  импульсный сигнал с ОШИМ, глубина которой пропорциональна фазовой флуктуации исследуемого сигнала. Далее с помощью фильтра низких частот широкополосного малошум щего усилите л  7 из данного сигнала выдел ют составл ющие спектра, амплитуды которых пропорциональны фазовым флуктуаци м исследуемого сигнала. Эффективный уровень составл ющих спектра (U) из мер етс  вольтметром 9 эффективных значений. Затем через сумматор 3 от калибровочного генератора 4 вводитс  сигнал тако1 о уровн , что эффективное временное смещение опорного сиг- нала равн етс  эффективным временным смещени м исследуемого сигнала.

Уровень калибровочного сигнала увеличивают до тех пор, пока показанй  вольтметра 9 не достигнут величины sZUy,. Это означает, что эффективное напр жение боковых составл ю-, щих опорного сигнала равно эффектив- ному значению напр жени  боковых составл ющих исследуемого сигнала, обусловленному наличием фазовой флуктуации .

Из соотношени , св зывающего фазо

вые сдвиги с временными

utf it

2 Г

т

следует, что

At - 5i

- ЕО

.

(8)

0

5 О , 0 5 0 5

где Tjj --- - период сигнала;

EIJ - амплитуда калибр о воч- ного сигнала;

ЕО - амплитуда опорного сигнала .

Величины Ej и ЕО измер ют с помощью анализатора 8 спектра и по формуле (8) вычисл ют величину фазовых флуктуации при известном значении периода исследуемого сигнала.

Способ измерени  фазовых флуктуации импульсных сигналов по сравнению с известными позвол ет измер ть малые величины фазовых флуктуации до единиц пикосекунд. Так дл  реальных сигналов с частотой Рц 8МГц и k 8 отношение - можно измерить с разрешающей

ЕО способностью 60 дБ, при этом может

быть определена величина фазовых флуктуации

it 1 | 2,5 НС.

2и ЕО

Кроме того, предлагаемый способ позвол ет определ ть частотный состав фазовых флуктуации импульсного сигнала,

Ф о рмула изобретени 

Способ определени  фазовых флуктуации импульсных сигналов, включающий формирование опорного сигнала из исследуемого сигнала и сравнение фаз исследуемого и опорного сигналов, отличающийс  тем,- что, с целью расширени  диапазона измерени  фазовых флуктуации в сторону малых величин, опорный сигнал подвергают заданной амплитудно-фазовой модул ции и формируют калиброванные временные (фазовые) смещени  импульсор

5 13221816

опорного сигнала относительно иссле-ционапьной фазовой флуктуации исследуемого сигнала, а из опорного и ис-дуемого сигнала, измер ют уровень следуемого сигналов вырабатывают сиг-этих составл ющих, по отношению кото- нал с односторонней импульсной моду-рых с учетом частоты измер емого сиг- л цией, из :toToporo выдел ют состав-с нала определ ют величину фазовой л ющие .спектру с аьоиштудой, пропор-флуктуации исследуемого сигнала.

Claims (1)

1. Ф о рмула изобретения

   Способ определения фазовых флуктуаций импульсных сигналов, включающий формирование опорного сигнала из исследуемого сигнала и сравнение фаз исследуемого и опорного сигналов, отличающийся тем,· что, с целью расширения диапазона измерения фазовых флуктуаций в сторону малых величин, опорный сигнал подвергают заданной амплитудно-фазовой модуляции и формируют калиброванные временные (фазовые) смещения импульсов

   5 1322181 6 опорного сигнала относительно исследуемого сигнала, а из опорного и исследуемого сигналов вырабатывают сигнал с односторонней импульсной модуляцией, из которого выделяют составляющие спектра с амплитудой, пропорциональной фазовой флуктуации исследуемого сигнала, измеряют уровень этих составляющих, по отношению которых с учетом частоты измеряемого сиг$ нала определяют величину фазовой флуктуации исследуемого сигнала.