SU1569740A1 - Method of measuring statistical characteristics of fluctuations of signal phase - Google Patents
Method of measuring statistical characteristics of fluctuations of signal phase Download PDFInfo
- Publication number
- SU1569740A1 SU1569740A1 SU884359264A SU4359264A SU1569740A1 SU 1569740 A1 SU1569740 A1 SU 1569740A1 SU 884359264 A SU884359264 A SU 884359264A SU 4359264 A SU4359264 A SU 4359264A SU 1569740 A1 SU1569740 A1 SU 1569740A1
- Authority
- SU
- USSR - Soviet Union
- Prior art keywords
- signals
- frequency
- signal
- phase
- real
- Prior art date
Links
Abstract
Изобретение относитс к радиоизмерительной технике и может быть использовано дл измерени статистических характеристик флуктуаций фазы сигнала. Целью изобретени вл етс повышение статистической точности измерени веро тных характеристик флуктуаций фазы сигнала. В основу способа положено умножение фазовых сдвигов между сигналами, когда они подвергаютс временной компрессии - сжатию. Устройство, реализующее способ, содержит модул торы 1 и 2, генераторы 3 и 4 сигналов с линейной частотной модул цией, дисперсионные линии 5 и 6 задержки, демодул торы 7 и 8, фазовращатель 9, перемножители 10 и 11, интеграторы 12 и 13 и регистраторы 14 и 15. Использование временной компрессии сигналов в данном способе повышает статистическую точность анализа по сравнению с известным способом, поскольку реально вещественный параметр может достигать сотен и тыс ч. 3 ил.The invention relates to a radio metering technique and can be used to measure the statistical characteristics of signal phase fluctuations. The aim of the invention is to increase the statistical accuracy of measuring the probable characteristics of signal phase fluctuations. The method is based on the multiplication of phase shifts between signals, when they are subjected to a time compression - compression. The device implementing the method contains modulators 1 and 2, generators 3 and 4 signals with linear frequency modulation, dispersion lines 5 and 6 delays, demodulators 7 and 8, phase shifter 9, multipliers 10 and 11, integrators 12 and 13 and recorders 14 and 15. The use of temporal compression of signals in this method increases the statistical accuracy of the analysis in comparison with the known method, since the real parameter can reach hundreds and thousands of hours. 3 Il.
Description
СПSP
ОЭOE
соwith
slsl
4Ь4b
Фиг.11
31563156
Изобретение относитс к радиоизмерительной технике и может быть ис- пользоВано дл измерени статистических характеристик флуктуации фазы сигнала.The invention relates to a radio metering technique and can be used to measure the statistical characteristics of signal phase fluctuations.
При анализе случайных процессов используют статистическое среднее видаIn the analysis of random processes using a statistical average of the form
JWJw
Jvm4W,Jvm4w
QCVnO-m,-41). )eJ-n %lVi (1QCVnO-m, -41). ) eJ-n% lVi (1
Я I
называемой характеристической функцией ,called the characteristic function,
где u(t) - случайный процесс (флуктуации фазы сигнала)} знак математического ожидани ;where u (t) is a random process (fluctuation of the signal phase)} is the sign of the mathematical expectation;
вещественный параметр характеристической функции; P(t) плотность веро тностейreal parameter of the characteristic function; P (t) probability density
флуктуации фазы сигнала. Преобразование выражени () приводит его к видуsignal phase fluctuations. The transformation of the expression () brings it to the form
e(Vm),{cosVmif(t))+jmJsinVmcKt) A(Vn)+jB(Vm),(2)e (Vm), {cosVmif (t)) + jmJsinVmcKt) A (Vn) + jB (Vm), (2)
га, ha
где A(Vm)where A (Vm)
и B(Vm) - действительна и мнима части характеристической функции.and B (Vm) is the real and imaginary part of the characteristic function.
По измеренным оценкам частей характеристической функции при различных значени х параметра Vm определ ю веро тностные характеристики случайной фазы сигнала.According to the measured estimates of the parts of the characteristic function for various values of the parameter Vm, the probability characteristics of the random phase of the signal are determined.
Целью изобретени вл етс повыше ние статистической точности за счет использовани больших значений вещественного параметра характеристической функции,The aim of the invention is to increase the statistical accuracy by using large values of the real parameter of the characteristic function,
В основу способа положено умножение фазовых сдвигов между сигналами , когда они подвергаютс временной компрессии (сжатию). При использовании дисперсионной линии задержки можно получить коэффициент временного сжати ЛЧМ-радиоимпульса до 10. Во столько же раз умножаетс частота огибающей ( в случае амплитудной модул ции ЛЧМ-импульса) и, соответственно , фазовый сдвиг между опорным и исследуемым сигналами.The method is based on the multiplication of phase shifts between signals when they are subjected to temporary compression (compression). When using a dispersive delay line, the temporal compression ratio of the LFM radio pulse to 10 can be obtained. The envelope frequency (in the case of amplitude modulation of the chirp pulse) and, accordingly, the phase shift between the reference and studied signals are multiplied as many times.
Способ измерени статистических характеристик флуктуации фазы основа на пропускании ЛЧМ-радиоимпульсов,A method for measuring the statistical characteristics of phase fluctuations is based on the transmission of chirp radio pulses,
5five
00
модулированных по амплитуде входными сигналами через дисперсионные линии задержки}и заключаетс в следующем.amplitude-modulated input signals through the dispersion delay lines} and is as follows.
Из исследуемого Uh (t)Uhisin(Jo t-cp) и опорного Ue (t)Umsin(coct- t) сигналов , содержащих фазовые флуктуации (f и ч в моменты равенства фаз, например в момент перехода указанных сш- налов через нулевой уровень, формируют пр моугольные радиоимпульсы длительностью f, равной времени дисперсии t3 используемой дисперсионной линии задержки.From the studied Uh (t) Uhisin (Jo t-cp) and the reference Ue (t) Umsin (coct-t) signals containing phase fluctuations (f and h at the moments of phase equality, for example, when , they form rectangular radio pulses of duration f equal to the dispersion time t3 of the dispersion delay line used.
Сформированные пр моугольные радиоимпульсы подвергают линейной частотной модул ции с изменением частоты по законуFormed square radio pulses are subjected to linear frequency modulation with frequency variation according to the law
. . аи) w,(t) we+ т- (t5. . ai) w, (t) we + t- (t5
00
5five
. . йШ . w/t) юо+ -р ( CUt П. We. . ШШ. w / t) yuo + -p (CUt P. We
;), ),;),),
(3)(3)
- начальна - initial
(4)(four)
где (jjc - частота исследуемого и опорного сигналов;where (jjc is the frequency of the test and reference signals;
мгновенна частота ЛЧМ-радиоимпульса; ( и t - случайные начальные фазыinstantaneous frequency of chirp radio pulse; (and t - random initial phases
исследуемого и опорного сигналов;test and reference signals;
ДО)- девиаци частоты ЛЧМ-радиоимпульса , максимальное значение которой выбирают в соответствии с требуемым значением вещественного параметра, равнымTO) - the deviation of the frequency of the chirp radio pulse, the maximum value of which is chosen in accordance with the required value of the real parameter, equal to
4Ы4Y
йШ,ysh,
л, lt
(5)(five)
где Vm - вещественный параметр;where Vm is a real parameter;
йи)л ширина полосы частот рабочего линейного участка дисперсионной линии задержки. Полученные частотно-модулированные сигналы подвергают амплитудной модул ции исследуемым и опорным сигналами и получают модулированные сигналы видаyi) l is the bandwidth of the working linear portion of the dispersive delay line. The obtained frequency-modulated signals are subjected to amplitude modulation by the test and reference signals and receive modulated signals of the form
00
Urn,(t)u l+sin t4t- 7cosr4t+Urn, (t) u l + sin t4t- 7cosr4t +
+ i /ti Jft .+ i / ti Jft.
(2uTc ;JJ (2uTc; JJ
Umj(t)uЈl+sin u ct-ijcos Ј t+Umj (t) uЈl + sin u ct-ijcos t +
(6)(6)
(-J(-J
ItIt
iOc/JJ iOc / JJ
Ш.Sh.
(7)(7)
5five
/JU)/ Ju)
+ Т 4+ T 4
Сформированные таким образом сигналы пропускают через дисперсионные линии задержки, у которых с учетом (3)-(5) зависимости времени задержки от мгновенной частоты имеют видThe signals thus generated are passed through the dispersion delay lines, in which, taking into account (3) - (5), the dependences of the delay time on the instantaneous frequency are
t3,(Wi,t)t0-(W3;t3, (Wi, t) t0- (W3;
J л ,- W.J l, - W.
(8) (9)(8) (9)
t3,(,t)te-(Vt3.t3, (, t) te- (Vt3.
Полученные на выходе двух дисперсионных линий задержки сигналы детектируют , выдел огибающие, и определ ют мгновенные значени этих огибающих . Принима во внимание выражени (8),(9) и (5), а также выполн условие ), получают, что проде- тектированные сигналы с точностью до коэффициента передачи равныThe signals obtained at the output of the two dispersive delay lines are detected by selecting the envelopes, and the instantaneous values of these envelopes are determined. Taking into account expressions (8), (9) and (5), as well as fulfilling the condition), it is obtained that the predicted signals are equal to
(t)sinu)(t- Ј-) (Ю)(t) sinu) (t- Ј-) (Yu)
1one
UJUj
-fcoj ,-fcoj,
(Ю(YU
где коэффициент измеL л нени масштаба времени .where the coefficient of measurement is not the scale of time.
Таким образом, после линии задержки возникает нова частотаThus, after the delay line, a new frequency occurs.
.О ) .ABOUT )
Поскольку следует считать , с учетом (5) получаютSince it should be considered, taking into account (5) receive
13) 13)
Преобразованные таким образом колебани (10) и (11) перемножают между собой, кроме того, опорное колебание (11) подвергают дополнительному преобразованию путем поворота фазы его на 90° и вторично перемножают с исследуемым колебанием (10). Результаты перемножени усредн ют и получают два электрических сигнала, пропорциональных оценкам действительной и мнимой частей характеристической функции флуктуации фазы сигналов .The oscillations (10) and (11) thus transformed are multiplied with each other; moreover, the reference oscillation (11) is subjected to an additional transformation by rotating its phase by 90 ° and again multiplying it with the oscillation under study (10). The results of the multiplication are averaged and two electric signals are obtained that are proportional to the estimated real and imaginary parts of the characteristic function of the fluctuations of the phase of the signals.
На фиг. 1 представлена структурна схема анализатора, реализующего предлагаемый способ; на фиг. 2 - схема генератора сигналов с линейной частотной модул цией; на фиг.З - временные диаграммы работы анализатора .FIG. 1 shows a block diagram of an analyzer that implements the proposed method; in fig. 2 is a signal generator circuit with linear frequency modulation; on fig.Z - timing charts of the analyzer.
Анализатор содержит первый 1 и второй 2 модул торы, генераторы 3 иThe analyzer contains the first 1 and second 2 modulators, generators 3 and
4сигналов с линейной частотной модул цией (ГЛЧМ), дисперсионные линии4 signals with linear frequency modulation (VLFM), dispersion lines
5и 6 задержки, демодул торы 7 и 8, фазовращатель 9, первые 10 и вторые5 and 6 delays, demodulators 7 and 8, phase shifter 9, first 10 and second
11 перемножители, интеграторы 12 и 13 и регистраторы 14 и 15.11 multipliers, integrators 12 and 13, and recorders 14 and 15.
--
10ten
1515
2020
2525
56974065697406
Входами исследуемого и опорного сигналов статистического анализатора вл ютс низкочастотные входы модул торов 1 и 2, подключенные также к первым входам ГЛЧМ 3 и 4, вторые входы которых объединены и вл ютс входом установки вещественного параметра V , а выходы подключены к высокочастотным входам модул торов 1 и 2, выходы которых подключены соответственно к входам дисперсионных линий 5 н 6 задержки, выходы которых подключены соответственно к входам демодул торов 7 и 8, выход второго демодул тора 8 подключен к второму входу второго перемножител 11 и через фазовращатель 9 к второму входу первого перемножител 10, а выход первого демодул тора 7 - к первым входам перемножителей 10 и 11, выходы которых соответственно подключены через интеграторы 12 и 13 к входам регистраторов 14 и 15.The inputs of the analyzed and reference signals of the statistical analyzer are the low-frequency inputs of modulators 1 and 2, also connected to the first inputs of the LPGM 3 and 4, the second inputs of which are combined and are the input of the real parameter V, and the outputs are connected to the high-frequency inputs of the modulators 1 and 2, the outputs of which are connected respectively to the inputs of the dispersion lines 5 and 6 delays, the outputs of which are connected respectively to the inputs of the demodulators 7 and 8, the output of the second demodulator 8 is connected to the second input of the second converter knives 11 and through the phase shifter 9 to the second input of the first multiplier 10, and the output of the first demodulator 7 to the first inputs of the multipliers 10 and 11, the outputs of which are connected via integrators 12 and 13 to the inputs of the recorders 14 and 15, respectively.
Модул торы 1 и 2 представл ют собой амплитудные модул торы и служат дл амплитудной модул ции ЛЧМ-импуль- сов и могут быть выполнены любым известным способом. Дисперсионные ли30 нии 5 и 6 задержки представл ют собой устройства задержки, врем задержки которых зависит от частоты сигнала и выполн ютс обычно из пьезоэлектрического материала. Цемодул торы 7 и 8 представл ют собой амплитудные детекторы и предназначены дл выделени огибающей модулированного по амплитуде сигнала.Modulators 1 and 2 are amplitude modulators and serve for amplitude modulation of chirp pulses and can be performed by any known method. Dispersion delay lines 5 and 6 are delay devices whose delay time depends on the frequency of the signal and is usually made of a piezoelectric material. The comodulators 7 and 8 are amplitude detectors and are designed to pick out the envelope of the amplitude modulated signal.
ГЛЧМ 3 и 4 служат дл формировадл ни ЛЧМ-импульсов, синхронизированных входными сигналами, и содержат (фиг.2) последовательно соединенные формирователь I6, генератор 17 линейно измен ющегос напр жени с управ45 л емой скоростью нарастани напр жени и частотно-модулированный генератор 18.SLCP 3 and 4 are used to form chirp pulses synchronized by input signals and contain (Fig.2) serially connected driver I6, a linearly varying voltage generator 17 with controlled voltage rise rate, and a frequency-modulated generator 18.
Формирователь 16 служит дл запуска генератора 17 в моменты времени, соответствующие моментам перехода выходными сигналами нулевого уровн . Скорость изменени напр жени генератора устанавливаетс пропорциональной требуемому значению вещественного параметра. Генератор 18 представл ет собой преобразователь напр жение - частота.The imaging unit 16 serves to start the generator 17 at the times corresponding to the transition times by the output signals of zero level. The rate of change of the generator voltage is proportional to the desired value of the real parameter. Generator 18 is a voltage to frequency converter.
Анализатор работает следующим образом .The analyzer works as follows.
3535
5050
5555
Измерение оценок характеристической функции производитс последовательно при выбранном значении параметра Vm. Значени параметра V выбирают целочисленными , При входу управлени скорость изменени линейно измен ющегос напр жени выбираетс так, чтобы максимальна девиаци частоты частотно-модулированного сигнала с выходов ГЛЧМ составл ла величинуi определ емую выражением (5)Measurements of the estimates of the characteristic function are performed sequentially with the selected value of the parameter Vm. The values of the parameter V are selected by integers. When the control input is selected, the rate of change of the linearly varying voltage is chosen so that the maximum frequency deviation of the frequency-modulated signal from the HLFC outputs is determined by the expression (5)
В этом случае коэффициент сжати сигналов принимает целочисленные значени , пропорциональны V . Напр жени (фиг.За,б) со случайными фазами ( и подаютс на амплитудные модул торы I и 2. В момент времени, когда происходит переход сигналов через нулевой уровень, производитс запуск ГЛЧМ на врем Ј , равное Ut3) так, что на выходе ГЛЧМ действуют напр жени , мгновенна частота которых измен етс так, как показано на фиг.3в,г.In this case, the compression ratio of the signals takes integer values that are proportional to V. Voltages (FIGS. 3a, 2b) with random phases (and applied to amplitude modulators I and 2. At the time when the signals go through the zero level, the LFCF is triggered by time Ј equal to Ut3) so that SLTMs operate with voltages whose instantaneous frequency varies as shown in Fig. 3c, d.
Импульсы длительностью с линейной частотной модул цией (фиг.3д,е) подвергаютс амплитудной модул ции в модул торах 1 и 2 входными сигналами так, что на выходах модул торов действуют напр жени (фиг.), описываемые выражени ми (6) и (7)« Модулированные таким образом напр жени подаютс на дисперсионные линии 5 и б задержки, врем задержки которых зависит от мгновенной, частоты сигналов на их входах. Напр жени с выходов линий задержек (фиг,3и,к) подаютс на входы амплитудных детекторов 7 и 8, которые выдел ют огибающие напр жений. Тогда на выходах амплитудных детекторов напр жени (фиг.Зл,м), которые при условии описываютс выражени ми (10) и (11). Эти напр жени перемножаютс в перемножителе 11, а результат перемножени интегрируетс в интеграторе 13, после чего регистратор 15 регистрирует напр жение, пропорциональное оценке действительной части характеристической функцииPulses of duration with linear frequency modulation (fig. 3d, e) are subjected to amplitude modulation in modulators 1 and 2 by input signals so that the voltages (fig.) Described by expressions (6) and (7 ) "Voltages modulated in this manner are applied to the dispersion lines 5 and b of the delay, whose delay time depends on the instantaneous frequency of the signals at their inputs. The voltages from the outputs of the delay lines (Figs. 3i, k) are fed to the inputs of the amplitude detectors 7 and 8, which isolate the voltage envelopes. Then, at the outputs of the amplitude voltage detectors (Fig. Zl, m), which, if provided, are described by expressions (10) and (11). These voltages are multiplied in multiplier 11, and the result of multiplication is integrated in integrator 13, after which the recorder 15 registers the voltage proportional to the estimate of the real part of the characteristic function
I cosv cr-Odt. I cosv cr-Odt.
Опорное колебание после поворота фазы на 90° в фазовращателе 9 перемножаетс с исследуемым колебанием в перемножителе 10, результат перемножени интегрируетс интегратоThe reference oscillation after the phase rotates by 90 ° in the phase shifter 9 multiplies with the oscillation under study in the multiplier 10, the result of the multiplication is integrated integrato
00
5five
00
5five
00
5five
00
ром 12, а регистратор 14 регистрирует напр жение, пропорциональное оценке мнимой части характеристической функции12, and the recorder 14 registers a voltage proportional to the estimate of the imaginary part of the characteristic function
BOU- | J sinVm()dt.BOU- | J sinVm () dt.
оabout
Таким образом, использование временной компрессии сигналов в предлагаемом способе измерени позвол ет повысить статистическую точность анализа веро тностных характеристик флуктуации фазы сигнала по сравнению с известным, поскольку реально вещественный параметр может достигать сотен и тыс ч.Thus, the use of temporal compression of signals in the proposed measurement method makes it possible to increase the statistical accuracy of the analysis of the probabilistic characteristics of the signal phase fluctuations compared to the known one, since the real parameter can reach hundreds or thousands of hours.
Claims (1)
Priority Applications (1)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
---|---|---|---|
SU884359264A SU1569740A1 (en) | 1988-01-05 | 1988-01-05 | Method of measuring statistical characteristics of fluctuations of signal phase |
Applications Claiming Priority (1)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
---|---|---|---|
SU884359264A SU1569740A1 (en) | 1988-01-05 | 1988-01-05 | Method of measuring statistical characteristics of fluctuations of signal phase |
Publications (1)
Publication Number | Publication Date |
---|---|
SU1569740A1 true SU1569740A1 (en) | 1990-06-07 |
Family
ID=21347925
Family Applications (1)
Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
---|---|---|---|
SU884359264A SU1569740A1 (en) | 1988-01-05 | 1988-01-05 | Method of measuring statistical characteristics of fluctuations of signal phase |
Country Status (1)
Country | Link |
---|---|
SU (1) | SU1569740A1 (en) |
-
1988
- 1988-01-05 SU SU884359264A patent/SU1569740A1/en active
Non-Patent Citations (1)
Title |
---|
Вешкурцев Ю.М. Радиотехника и электроника, 1980, т, 25, № 5, с. 981, 987. Авторское свидетельство СССР № 167542, кл. G 01 R 25/00, 1965. * |
Similar Documents
Publication | Publication Date | Title |
---|---|---|
US3968427A (en) | Group delay measurement apparatus and method | |
CN107566061B (en) | Microwave second-level time delay calibration system | |
US3711771A (en) | Radio-frequency power testing equipment | |
SU1569740A1 (en) | Method of measuring statistical characteristics of fluctuations of signal phase | |
US3548107A (en) | Signal processing apparatus for multiplex transmission | |
US3602812A (en) | Measuring the relative phases of sequential signal bursts | |
RU2231798C2 (en) | Analyzer of characteristic function of signal | |
US6909508B2 (en) | Measuring optical waveforms | |
SU1272271A1 (en) | Digital spectrum analyzer | |
RU2261451C1 (en) | Signal characteristic function analyzer | |
RU2109303C1 (en) | Device for measuring of microwave signal phase difference (variants) | |
SU1078642A1 (en) | Device for measuring frequency responses of four-terminal networks | |
RU2029961C1 (en) | Continuous electromagnetic oscillations power meter | |
SU1035615A1 (en) | Integrating retrieval and storage device non-linearity measuring method | |
SU595682A1 (en) | Spectrum analyzer | |
RU2044327C1 (en) | Device for measuring linear frequency modulated signal | |
RU2133476C1 (en) | Method for measuring the law of change of tuning of carrier frequency of frequency-modulated rf pulses | |
SU460492A1 (en) | The method of determining the dispersion characteristics of the environment | |
RU2037159C1 (en) | Method of measuring signal nonlinearity | |
SU425124A1 (en) | Phase meter | |
SU407248A1 (en) | DEVICE FOR MEASUREMENT OF STATISTICAL PHASE-AMPLITUDE CHARACTERISTICS OF NONLINEAR FOUR-POLES | |
RU2054680C1 (en) | Frequency deviation meter for harmonic frequency modulated signals | |
RU2030750C1 (en) | Panoramic receiver | |
SU659995A1 (en) | Arrangement for measuring amplitude-frequency characteristics of microwave time-delay lines | |
SU917122A1 (en) | Method of measuring phase shift changes of discontinuous sine signals |