Способ измерения времени задержки

 

Изобретение может использоваться при измерениях с повьшенной точностью фазового времени задержки электрических и электроакустических цепей, имеющих большую неравномерность амплитудно-частотной характеристики (АЧХ)о Цель изобретения - повьпнение точности измерения в цепях с большой неравномерностью АЧХ, Согласно способу напряжение„(я) высокой

СОЮЗ СОВЕТСКИХ

СОЦИАЛИСТИЧЕСНИХ

РЕСПУБЛИН

1 !

ГОСУДАРСТВЕННЫЙ НОМИТЕТ СССР

ПО ДЕЛА14 ИЗОБРЕТЕНИЙ И ОТНРЫТИЙ (21) 3847166/24-21 (22) 18.01.85 (46) 23.07,86. Бюл. Р 27 (7l) Винницкий политехнический институт (72) 10. А, Скрипник, А. И. Гуцало„.

В. П. Савлюк и И. И. Скрипник (53) 621.317.77(088.8) (56) Измерение в технике связи, Под ред. Ф. В. Кушнира N.: Связь, с. 337 и о,1, Авторское свидетельство СССР

Р 1061248, кл, Н 03 Н 7/30, 1981.

„„ЯО „„1246Î46

le g 0 04 F 10/06 Н 03 Н 7/30 (54) СПОСОБ ИЗМЕРЕНИЯ ВРЕМЕНИ ЗАДЕРЖКИ (57) Изобретение может использоваться при измерениях с повьппенной точностью фазового времени задержки электрических и электроакустических цепей, имеющих большую неравномерность амплитудно-частотной характеристики (АЧХ). Цель изобретения— повышение точности измерения в цепях с большой неравномерностью АЧХ. Согласно способу напряжение (Н) высокой

12460 лб

d+=Q.L

1 = IIII /Р частоты (ВЧ) полают на вход исследуемой цепи с контролируемой задержкой. Бьп1одное Н исследуемой цепи перемножают с входным Н к интегрируют,, Сдвигают фазу одного кз перемножаемых Н до получения пулевого значения проинтегриронанного.Н,, Затем: сдвигают по частоте в сторону увеличения вхоцное Н ВЧ исследуемой цепи на значение низкой частоты (НЧ), а выходное

Н этой цепи сдвигают на то же значение НЧ, но в сторону уменьшения.

Нэобре е,",и относится к области радиоиэмерительной техники и может быть использовано при измерениях с повышенной To IíoñòüIo фазового времени эатцержк::; электрических к злект= 5 роат<уСт;ЧЕ:К1ЧХ 1тЕПЕй, 1лМЕ1ОЩИХ б ОЛЬ " ШУЮ ПЕРаВПОМЕРттаСтт- аМПЛИтУЦНО-ЧаСГ

1 От110т11 хат1актеристики < АЧХ), Целью тп1обретения является повы- шение то ;11oñòII измерения фазового

1Г

ВрЕМЕПИ ЗацЕСяоштт В цЕт1я„ т С бОЛЬШой

HePaB!I011e:;. .I0t. 1I:Е аМПЛИ 1 УттНО-ЧаСТСтНОй хара ктерп .! I IIIИ, С"л носе 5 способа состоит в следg-

ЮШ »,1„

Высокочастn rIIOI напряжение (t;) =1,, совIi t, - ",) подают Ia вход исспец ieMoIII цепи с коптролируемой аа

ДЕD;XKOÈ т- а 11ЬП1С дIIоe 11сП О:11ЕНИЕ ИС

С11едуемой пpIIII U (+ ) .= 1, сов (v(t.

-111+ Р ) перемножают со вхсдным напряжением Н; 1; ) и 1цт 1 е1 пируют U (11 ) — БТ1 (1;) \3, (.) I|i; — LJ, U LOHu3I,., Сдвигают фазу одного кз перемножаемых ,1 напряжений )I(2 IIoïó»åíIIa нулевсгo эна-ЧЕНКЯ ПРОИПтЕГРГ1РСтЗаННОГО НаПРЯжЕНИЯ

U„(Ф) =- ."1:,Л„, сов(11 + (, ) = 0

Затем сцвигают по частоте в сторо-, НУ УВЕЛИ .ЕНИЯ ВХОДНОЕ ВЫСОКО-таетОтНОЕ -"

33

НаПР1тжЕНИЕ ИССЛЕДУЕМОЯ ЦЕПИ На ЭНаЧЕние низкой частоты 51, а выходное наI1pI1meIIIIe этой цепи сдвигают на то же значение низкой частоты, но в сторону уменьшения. Восстанавливают первона- 35 т1аЛЬНОЕ НУЛЕВОЕ ЗваЧЕНИЕ ПРОИНтЕГРИрованнс 0 нa;Ipяже 1ия сдвигом друI"01 0 перемпожаемсго напряжения на регистрируемый угсл 11 f .

Восстанавливают первоначальное нулевое значение проинтегрированного

Н сдвигом другого перемножаемого напряжения на регистрируемый угол. Устройство, реализующее способ„ содержит генератор 1 ВЧ,„ блок 2 сдвига частоты, исследуемую цепь 3,, "сгановочный фазовращатель 4, перемножитель 5, отсчетный фазовращатель 6, блок 7 сдвига частоты, интегратор

8, выходной прибор 9, генератop 10

НЧ, ключ 11 и фазовращатель !2. 1 ил.

Й = U,„U -.OsI (i + ) 1 + р .. „о ) 0

Нз полученного выражения следует, что регистрируемый фазовый сдвиг цепи связан с.о сдвигом частоты к временем задержки выражением

Таким образом, искомое время фазо=. вой задержки можно определкть по формуле

Однозначность измерения времени задержкн по фаэовому сдвигу,1, обеспечивается выбором низкой частоты Я из сОотношения Я -Пti, где

ИОХС ) NQI(C максимальное значение измеряемой задержки, На чертеже представлен вариант структурной схемы устройства, реализу1ощего способ.

Устройство содержит генератор 1 высокой частоты„ блок 2 сдвита частоты, исследуемую цепь 3. установочный фаэовращатель 4, перемножитель В отсчетный фаэовращатель 6, блок сдвига частоты, интегратор 8, выходнок прибор 9, генератор 10 низкой частоть1, ключ 11 » фаэорасщепктель 1:.

Генератор 1 высокой частоты через блок 2 сдвига частоты соединен с ис-следуемой цепью 3 и через установочный фазовращатель 4 с Одним из входов перемножителя 5, Другой вход перемножителя 5 через отсчетный фазовращатель 6 и блок сдвига частоты (Оединен с выхОдом исследуемой цепи

3. HaïàÿmeIièå, полученное р реэульВНИИПИ Заказ 3997/39 Тираж 398

Подпис ное

Произв.-полигр. пр-тие, г. Ужгород, ул. Проектная, 4 тате перемножения, интегрируется интегратором 8 и индицируется выходным прибором 9. Генератор 10 низкой частоты через ключ 11 соединен с входом фазорасщепителя 12, фазы которого соединены с противоположными входами цепей управления блоков 2 и 7 сдвига частоты.

Затем ключ 11 замыкают, и низкочастотные напряжения частоты $l соответствующих фаз поступают на управляющие цепи блоков 2 и 7 сдвига частоты.

На выходах блоков 2 и 7 формируют напряжения с.частотой, равной сумме

d + g. или разности 1 — частот высокочастотного и низкочастотного напряжений, в зависимости от направления чередования фаз этих напряжений.

Так как управляющие цепи блоков 2 и 7 сдвига частоты включены встречно, то при сдвиге частоты блоком 2 в сторону увеличения в блоке 7 происходит сдвиг в противоположную сторону и восстановление первоначального значения высокой частоты ) . При

J этом фазовый сдвиг, вносимый исследуемой цепью 3, увеличивается на значение лч = Я.

Дополнительный фазовый сдвиг д р компенсируют и регистрируют отсчетным фазовращателем 6, восстанавливая нулевое значение проинтегрированного напряжения по выходному прибору 9.

Время задержки испытуемой цепи 3 определяют по формул с = и Г/Я

В качестве устройств сдвига частоты могут быть использованы однополюсные модуляторы на основе балансных смесителей, питаемых по высокой и низкой частотам квадратурными напряжениями. Изменение знака сдвига частоты осуществляется изменением порядка чередования фаз в одном модуляторе относительно дру гого. Кроме того, для сдвига частоты могуг быть использованы также два индукционных или емкостных фаэовращателя с непрерывно вращающимися роторами, причем направление вращения магнитных или электрических полей выбирают противоположными.

1246046 4

Влияние неподавленных зеркальных составляющих в спектре выходных сигналов однополосных модуляторов или вращающихся фазовращателей на результат измерения задержки пренебрежимо мало за счет перемножения соответствующих спектральных составляющих и последующего интегрирований полученного напряжения.

1р Благодаря дополнительным операциям с входными и выходными напряжениями исследуемой цепи сравнение и измерение фазовых сдвигов осуществляются на фиксированной (кварцованной частоте).

За счет высокой стабильности кварцованной частоты генератора гармонических колебаний существенно повышается точность измерения, которая и при больших задержках может быть соизмерима с величиной относительной нестабильности частоты; равной 1О -10

Формула изо.ретения

Способ измерения времени задержки, 25 основанный на перемножении высокочастотных напряжений фиксированной частоты с выхода и входа исследуемой цепи с контролируемой задержкой, интегрировании полученного напряжения и изменении фазы одного из перемножаемых напряжений до получения нулевого значения проинтегрированного напряжения, отличающийся тем, что, с целью повышения точности из35 мере ия вРемени задержки в цепях с большой неравномерностью амплитудночастотной характеристики, после фиксации нулевого значения проинтегрированного напряжения сдвигают по частоте в сторону увеличения входное высокочастотное напряжение исследуемой епи с контролируемой задержкой на значение низкой частоты Я, которое выбирают по максимальному значению задержки i Hs ycaoeHa Я. (3(i „, макс макс выходное напряжение этой цепи сдвигают на то же значение низкой частоты, но в сторону уменьшения, и восстанавливают первоначальное нулевое значение проинтегрированного напряжения изменением фазы другого перемножаемого напряжения на регистрируемый угол ь, а измеряемую задержку оп-! ределяют по формуле i -= AV/Я