Устройство для поверки и измерения неравномерности переменных линий задержки

 

Изобретение может быть использовано при радиоизмерениях. Цель изобретения - расширение функциональных возможностей. Устройство содержит синтезатор 1 частоты, подключенный к образцовой 2 и испытуемой 3 линиям задержки, токосъемник 4 с двумя близко расположенными ползунками, токосъемник 5 с одним ползунком, реверсивный электродвигатель 6, источник 7 постоянного напряжения, первый переключатель 8, электронный коммутатор 9, генератор 10 коммутирующих импульсов, смеситель 11, синтезатор 12, смеситель 13, фильтры 14 и 15 нижних частот, фазовый детектор 16, селективный усилитель 17, синхронный детектор 18, второй переключатель 19, АЦП 20, запоминающее устройство 21, потенциометр 22, источник 23 переменного напряжения, ЦАП 24, блок 25 вычитания, третий переключатель 26, индикатор 27. Цель достигается за счет дополнительного измерения неидентичности задержек измеряемой 3 и образцовой 2 линий. 1 ил.

СОЮЗ СОВЕТСНИХ

СОЦИАЛИСТИЧЕСНИХ

РЕСПУЬЛИМ щ) G 01 R 35/00

ГОСУД

ПОИ Б

ПРИ Н

КА ТО (54) У

НИЯ НЕ

ЗАДЕР (57) И вано в тения возмож синтез (21) (22) (46) (71) тут (72)

А.И.Г (53) (56)

И 109 к- 140

ТВЕННЫЙ НОМИТЕТ

РЕТЕНИЯМ И ОТНРЫТИЯМ

Т СССР

PCH0IVIY СВИДЕТЕЛЬСТВУ

623358/24-21

О. 12.88

3.11.90. Бюл. Р 43 инницкий политехнический инсти.И.Пятин, И.С.Пятин, цало и И.Ф.Седлецкий

21. 317. 761 (088. 8) вторское свидетельство СССР

120, кл. С О1 R 35/00, 1982. орское свидетельство СССР

550, кл. G 01 R 35/00, 1986.

ТРОЙСТВО ДЛЯ ПОВЕРКИ И ИЗМЕРЕАВНОМЕРНОСТИ ПЕРЕМЕННЫХ ЛИНИЙ обретение может быть испольэорадиоизмерениях. Цель изобрерасширение функциональных остей. Устройство содержит тор 1 частоты, подключенный

2 к образцовой 2 и испытуемой 3 линиям задержки, токосъемник 4 с двумя близко расположенными ползунками, токосъемник 5 с одним ползунком, реверсивный электродвигатель 6, источник

7 постоянного напряжения, первый переключатель 8, электронный коммутатор

9, генератор 10 коммутирующих импульсов, смеситель 11, синтезатор 12, смеситель 13, фильтры 14 и 15 нижних частот, фазовый детектор 16, селективный усилитель 17, синхронный детектор 18, второй переключатель 19, АЦП 20, запоминающее устройство 21, потенциометр 22, источник 23 переменного напряжения, ЦАП 24, блок 25 вычитания, третий переключатель 26, индикатор 27. Цель достигается эа счет дополнительного измерения неидентичности задержек измеряемой 3 и образцовой 2 линий, 1 ил .

1608596

Изобретение относится к радиоизмерениям и может быть использовано для поверки нелинейности характеристики задержки пиний задержки переменной электрической длины и измерения неидентичности их задержек.

Цель изобретения - расширение функциональных возможностей.

На чертеже приведена структурная схема устройства, Устройство содержит синтезатор 1 частоты, выходом подключенный одновременно к входам образцовой и исследуемой линиям 2 и 3 задержек перемен- 15 ной электрической длины, выход образцовой линии 2 задержки переменной электрической длины снабжен токосъемником 4 с двумя близко расположенными ползунками, а выход исследуемой линии 20

3 задержки — токосъемником 5 с одним ползунком, токосъемники 4 и 5 механически соединены с реверсивным электродвигателем 6, подключенным к источнику 7 постоянного напряжения, 25 второй выход токосъемника 4 и выход токосъемника 5 подключены к первому и второму входам первого переключателя 8, первый выход токосъемника 4 и выход первого переключателя 8 под- 30 ключены к первому и второму входам электронного коммутатора 9., управляемым входом подключенного к выходу генератора 10 коммутирующих импульсов, выход электронного коммутатора

9 подключен к первому входу смесителя

11, вторым входом подключенного одновременно к выходу второго синтезатора

12 частоты и к первому входу смесителя 13, вторым входом подключенного 40 к выходу первого синтезатора I,÷àñòîты, выходы смесителей 11 и 13 через фильтры 14 и 15 нижних частот подключены к входам фазового детектора 16, выход которого через селективный уси- 45 литель 17 подключен к первому входу синхронного детектора 18, вторым входом подключенного к выходу генератора

10 коммутирующих импульсов, выход синхронного детектора 18 подключен одновременно к первому входу второго переключателя 19, второй выход которого через аналого-цифровой преобразователь 20 подключен к входу запоминающего устройства 21, управляемый вход которого подключен к выходу потенциометра 22, механически соединенного с реверсивным электродвигателем

6 и входом подключенног к выходу источника 23 переменного напряжения, выход запоминающего устройства 21 через цифроаналоговый преобразователь

24 подключен ко второму входу блока

25 вычитания, выход которого подключен ко второму входу третьего переключателя 26, выходом подключенного к первому входу индикатора 27, вторым входом подключенного к выходу потенциометра 22, выход синхронного детектора 18 подключен к первому входу третьего переключателя 26, первый выход второго переключателя 19 подключен к первому входу блока 25 вычитания.

Устройство работает следующим образом.

В режиме измерения нелинейности испытательный сигнал U<(t)

=U соь(Я,t+ g,), где U, — макси м мальная амплитуда сигнала; (g — начальная фаза, поступа т с выхода первого синтезатора 1 частоты на вход образцовой линии 2 задержки переменной электрической длины, по которой медленно перемещается два близко расположенных ползунка, которыми снабжен токосъемник 4. Перемещение токосъемника 4 осуществляется реверсивным электродвигателем 6, сксрость вращения которого регулируется изменением напряжения,.поступающего с выхода источника 7 постоянного напряжения. При этом сигналы на первом и втором выходах токосъемника 4 можно представить в виде

U,()=тт,сов(а,(t-,)+ЯРД; (1)

U> (t) =П соз(Ы, (t- i )+(pД, (2) где, и ь — задержки этих сигналов, В положении первого переключателя

8, указанном на .чертеже, сигнал, описываемый выражением (2), поступает на второй вход электронного коммутатора 9, на первый вход которого поступает непосредственно сигнал, описываемый выражением (1). Управление электронным коммутатором 9 осуществляется импульсами, поступающими с выхода генератора 10 коммутирующих импульсов.

В каждый полупериод коммутации сигналы, описываемые выражениями (1) и (2), с выхода электронного коммутатора 9 поступают на первый вход смесителя 11, где смешиваются с частотой Cd сигнала U4(С)=11„,4соз(Q t+

+ Q<), поступающего на второй вход (5 пе сл по

Я! пе ты ни гд те ян по со на за пер ко ус вхо вто

- пул с в

55 положении третьего переключателя укаэанном на чертеже, выходное яжение синхронного детектора 18 ется на первый вход индикатора

26, нап под

5 16085 с есителя 11 с выхода второго синте-з тора 12 частоты.

При выполнении условия 43, >р ) н пряжение на выходе смесителя 11 и еет вид

U (t )=U (coB ((CD, 2 ) t Ы < +CP, ЦД+

+сов ((и, +и,) с-2, t +(p, + Я ; (3)

U (t) =Ue(cos((Qs-(gz) t-Û, (р - А1+

+cos ((® +Qz) t-CO, г+М, +Ю 13 (4)

r е U><=U, U 4/2.

С помощью фильтра 14 нижних част т иэ сигналов, описываемых выражен ями (3) и (4), выделяются сигналы с разностной частотой

Uy () =П„ cos(Gt-ß,, +Ж-Ч +(Ру) (5)

Ц (t) =ц „, cos (Qt-Q,, +ср,-(р,+ср,)", (6)

r e Q = Я, — И - разностная частота; — начальный фазовый сдвиг сигнала, поступающего с выхода 20 второго синтезатора 12 частоты; — фазовый сдвиг, вносимьй фильтром 14 нижних частот.

Сигналы, описываемые выражениями 25 и (6), поступают поочередно на вый вход фазового детектора 16, в. ачестве опорного сигнала которого жит сигнал разностной частоты 2, ученный путем смешивания частот и Я сигналов, поступающих на вый.и второй входы смесителя 13 с ыходов синтезаторов 1 н 12 частокоторый выделяется фильтром 15 них частот

U,(t)-и (а +, р2+q>), (7)

I (— фазовый сдвиг, вносимый фильтром 15 нижних частот.

Полученное на выходе фазового детора 16 напряжение содержит посто40 ую составляющую, изменяющуюся прои л ционально ь, и, и переменную тавляющую с частотой коммутации и мплитудой, изменяющейся пропорциоьно нелинейности характеристики

45 ержки образцовой линии 2 задержки менной электрической длины. еременное напряжение с частотой тации выделяется селективным ителем 17 и поступает на первый синхронного детектора t8, на ой вход которого поступают имсы с той же частотой коммутации иода генератора 10 коммутирующих мп льсов

96 6

27, в качестве которого используется осциллограф.

Получение горизонтальной развертки осуществляется напряжением, поступающим с выхода источника 23 переменного напряжения через потенциометр 22 на второй вход индикатора 27, Если характеристика задержки линии.

2 задержки переменной электрической длины линейна, то на экране индикатора 27 наблюдается прямая линия. В случае нелинейности характеристики задержки линии 2 задержки переменной электрической длины на экране индикатора 27 наблюдается отклонение от прямолинейного закона, величина которого оценивается по шкале, нанесенной на экране индикатора 27, проградуированной в единицах времени задержки.

Одновременно напряжение с выхода синхронного детектора 18 через второй переключатель 19 подается на вход аналого-цифрового преобразователя 20, выходной сигнал которого в виде цифрового кода поступает в запоминающее устройство 21. Этот сигнал используется в дальнейшем для измерения неидентичности характеристик линий 2 и 3 задержки.

В режиме измерения неидентичности задержек выходной сигнал первого синтезатора 1 частоты поступает также и на вход исследуемой линии 3 задержки переменной электрической длины, по которой с той же скоростью перемещается второй токосъемник 5, механически соединенный с первым токосъем1 ником 4 и реверсивным электродвигателем 6.

В положении первого переключателя

8, противоположном указанному на чертеже, выходной сигнал второго токосъемника 5 поступает на второй вход электронного коммутатора 9. Этот сигнал описывается выражением

Ug (t) =U„ cos(CO((t- cg)+g g, (8) где „ — задержка сигнала в исследуемой линии 3 задержки.

При идентичности линий о = с и л л

U (t)=U>(t) а при отличии характеристик исследуемой и образцовой линий

3 и 2 задержек ь л + л (1) (9) где ",(1) - отличие задержек линий 3 и 2, .зависящее от расстояния токосъемников от начала линий.

В этом случае сигнал, поступающий на второй вход электронного коммута1608596 тора 9, описывается выражением о„ (()=е„ (и,pt-С, =ь ((!+If)I,. (10)

В соответствии с выражением (9) выражение (6) для режима измерения неидентичности принимает вид

U9(t)=U„ cosppt-ß, (. + Ю, А(, (1) +CpI

-Ч + 3. (11)

Сигналы, описываемые выражениями (5) и (11), поступают поочередно íà 1р первый вход фазового детектора 16, в качестве опорного напряжения которого служит сигнал разностной частоты, описываемый выражением (7).

Полученное на выходе фазового детектора 16 напряжение содержит постоянную составляющую, изменяющуюся пропорционально, и, и переменную составляющую с частотой коммутации и амплитудой, изменяющейся пропорционально нелинейности образцовой линии

2 задержки, а также величине + с(.(1), характеризующей неидентичность исследуемой линии 3 задержки относительно образцовой линии 2 задержки. 25

Переменное напряжение с частотой коммутации выделяется селективным усилителем 17 и поступает на первый вход синхронного детектора 18, на второй вход которого поступают импульсы с той же частотой коммутации с выхода генератора 10 коммутирующих импульсов. В режиме измерения неидентичности характеристик линий 2 и 3 задержек В положении второго переклю чателя 19, противоположном указанному на чертеже, выходное напряжение синхронного детектора 18, пропорциональное нелинейности образцовой линии 2 задержки и неидентичности характерис- 4р тик исследуемой и образцовой линий 3 и 2 задержек подается на первый вход блока 25 вычитания, на другой вход которого поступает напряжение с выхода запоминающего устройства 21 через 45 цифроаналоговый преобразователь 24, Управление запоминающим устройством

2 1 осуществляется напряжением, поступающим с выхода потенциометра 22.

Так как выходное напРЯжение Цифро- gp аналогового преобразователя 24 изменяется пропорционально нелинейности характеристики задержки образцовой линии 2 задержки переменной электрической длины то в результате вычита9

55 ния на выходе блока 25 вычитания получается напряжение, которое содержит информацию только о неидентичности исследуемой и образцовой линий 2 и 3 задержек. Это напряжение через третий переключатель 26, находящийся в данном режиме в положении, противоположном указанному на чертеже, поступает на первый вход индикатора 27.

При идентичности характеристик линий 2 и 3 задержек на экране индикатора 27 наблюдается прямая линил, а в случае неидентичности задержек на экране наблюдается отклонение от прямолинейного закона, величина которого оценивается по шкале, нанесенной на экране индикатора 27, проградуированной в единицах времени задержки.

Введение дополнительных функциональных узлов в устройство позволяет расширить его функциональные возможности, так как обеспечивает не только измерение нелинейности характеристики задержки образцовой линии задержки переменной электрической длины, но и измерение неидентичн(.стн задержек, Ф о р м у л а и з о б р е т е н и я

Устройство для поверки и измерения неравномерности переменных линий задержки, содержаще е первый син(ге затор частоты, выходом подключенный к входной клемме для подключения образцовой линии задержки переменной электрической длины, токосъемник с двумя близко расположенными ползунками, подключенный к выходным клеммам образцовой линии задержки и механически соединенный с реверсивным электродвигателем, подключенным к источнику постоянного напряжения, электронный коммутатор, управляемый вход которого подключен к выходу генератора коммутирующих импульсов, а первый вход — к первому выходу токосъемника с двумя близко расположенными ползунками, выход электронного коммутатора подключен к первому входу первого смесителя, вторым входом подключенного одновременно к выходу второго синтезатора частоты и к первому входу второго смесителя, вторым входом подключенного к выходу первого синтезатора частоты, выходы первого и второго смесителей через соответственно первый и второй фильтры нижних частот подключены к входам фазового детектора, выход которого через селективный усилител:- подключен к первому входу синхронн..:"o детектора, вторым входом подключенно "(! к выходу генератора

1608596 ч

Составитель i M. Катанова едактор С.Патрушева Техред M яндык Корректор M,Øàðîøè аказ 3614 Тираж 546 Подписное

НИИПИ Государственного комитета по изобретениям и открытиям при ГКНТ СССР

f13035, Москва, Ж-35, Раушская наб., д. 4/5 роизводственно-издательский комбинат "Патент", г. Ужгород, ул. Гагарина, 101

1 оммутирующих импульсов, источник пееменного напряжения подключен к вхоу потенциометра, который механически оединен с реверсивным электродвйгаелем, выход потенциометра соединен первым входом индикатора, о т л и а ю щ е е с я тем, что, с целью асширения функциональных возможносей, в него дополнительно введены ве клеммы для подключения исследуеой линии задержки переменной элект- . ической длины, токосъемник с одним олзунком, три переключателя на два оложения аналого-цифровой преобраУ 15 ователь, запоминающее устройство, фроаналоговый преобразователь и лок вычитания, причем входная клемма я подключения исследуемой линии эаержки переменной электрической длины 0 одсоединена к выходу первого синтеатора частоты, а выходная клемма ерез токосъемник с одним ползунком, торый механически связан с ревервным электродвигателем, подключена 25 к первому входу первого переключателя, вторым входом подключенного к второму выходу токосъемника с двумя близко расположенными ползунками, выход первого переключателя подключен к второму входу электронного коммутатора, вход второго переключателя подсоединен к выходу синхронного де- . тектора и к первому входу третьего переключателя, первый выход второго переключателя через аналого-цифровой преобразователь подключен к первому входу запоминающего устройства, вторым входом соединенного с выходом потенциометра, второй выход второго переключателя подключен к первому входу блока вычитания, второй вход которого подключен к выходу запоминающего устройства через цифроаналоговый преобразователь, выход блока вычитания подключен к второму входу третьего переключателя, выходом подсоединенного к второму входу индикатора.