Измеритель группового времени запаздывания четырехполюсников
ц ) G 01 и 35/00
««К р%Ъи««:Мюкдц 4 «
1 ф
1„у;.
) Y w". т. . 4 i
ССКХЗ ИИЕТСИ Х
СОЦИАЛИСТИЧЕСт 1йХ
И=ОПУБЛИН
ГОСУД АРСТВЕННЬЙ КОь 1ИТЕТ
ll0 ИЗОБРЕТЕНИЯМ И ОТНРЬПИЯМ
ПРИ ГКНТ ССОР эавюеяенв ее .. «.»ю е«юа -» ммл (21) 4640968/21
1 (22) 09.02.89(46) 23.01.92. Бюл. 1т- 3 (7 1) Винницкий политехнический инсти тут (72) A È. Гуцалп 1тт,А. Скриттник и С,И.Пятки (53) 62 1.317.768 (088.8) (56) Измерения в электронике. Справочник./Под ред. 1,.&.Куэттеттова, — И,:
Энергоатомиздат,, 1987, с. 320, рис, 8.33.
Авторское свидетельство СССР
11т 1638686, кл, G 0.1 К 35/00, 1988. (54) ИВИЕРИТЕПЬ ГРУППОВ0ГО ВРВЙГЛИ
ВАПАЗ ьтВЛИИЧ тВТЫРЕХПОИОС1ПГ ОВ (57} Изобретенис может быть использовано лля измерения группового времени задержки (ГВ".) четь;рехполтясттиков с большой нераьномерностью амплитудночастотных характеристик. Цель — повышение точности измерения группового времени эапаздьтванття четырехполюсников с большой неравномерностью амплитудно-ч".ñòoòíîé характери"òèêè, Измеритель ГВЗ содер ит генераторы 1
Г г:т фиф т
; са,«»»« «.Р - и 2 ттесутттсй и модулирувщей частот, балансный модулятор 3, блок 4 сдвига частоты, усилитель. 5 с ЛРУ, исследуемый четырехполюспик 6, блок 7 сдвттга частоттт, амплитудный детектор 8, (т
Фильтр 9 ттттжт их частот (ФИтт), усилитель-о гр«i H HHHò i..ë ü 10, %1Ч 1 1, ттатт т брованпый фаэовратт,атт тть 12, фаэогый детектор 13, блок 14 сдвига час оты, амплитудный детектор 15, ФИЧ 16, усилитель-огрзничитель 17, Ф11Ч 18, калиброванный д>азовратт;атель 19, иттттт, катор 20, фаэорасцептттетть 21, клг, i 22 ниэкоч, стотный i еттсpB op 23. достигается за счет формнрованття испьттатсльнот о сигнала, ттоторыч т. .=c ò дополнителт.ный фазовый сдвиг частоты спектральных состав«ттятщттх предварительно прот .одулHpîâñHHîãо сигнаHï в прямом и обратном и а тЧ а ттл ения>:, что обеспечивает переттсс дополнитслт,нюх фазовых сдвттгов на огттбаттчцую с фиксированно т частотой, »а которой гыттолняются измерения, а также за счет компенсационных измерений. 1 итт.
1707583
Напряжение, описываемое выражением (3), через первый блок 4 сдвига частоты и последовательно подключенный к " нему усилитель 5 с автоматической регулирогкой усцлс ния с помощью которого осуществляется стабилизация амплитуды, поступает на вход четь|рехполюсника 6. Выходное напряжение исследуе20 мого четырехполюспика 6 подается на вход второго блока 7 сдвига частоты, выходное напряжение имеет вид
Изобретение относится к средствам измерительной техники и может найти широкое практическое применение для измерения с высокой точностью группо.вого времени запаздывания четырехполюсников с большой неравномерностью амплитудно-частотной характеристики.
Целью изобретения является повышение точности измерения группового, времени запаздывания четырехполюсников с большой неравномерностью амплитудно-частотной характеристики, На чертеже приведена структурная схема измерителя группового времени запяздывяния четырехполюсников.
Измеритель содержит генераторы несущей 1 и модулирующей 2 частот, выходы которых подключены к соответствующим входам балянсногo модулятора
3, выход которого через последовательно соединенные первый блок 4 сдвига частоты, усилитель 5 с автоматической регулировкой усиления, ис- следуемьп четырехполюсник 6, второй блок 7 сдвига частоты, первьгй амплитудный детектор 8, первый фильтр 9 нижних частот, первый усилитель-ограничитель 10, второй фк.;-тр 11 нижних частот и второй калибровянный фяза-вращатель 12 подключен к первому входу фазового детекттора 13, второй вход которого подключен к выходу усилителя 5 с автоматической регулировкой усиления через .последовательно соединснные третий слок 14 сдвига частоты, второй амплитудный детектор 15 третий фильтр 16 нижних частот, второй усилитель-ограничитель 17, четвертый фильтр 18 нижних частот и первый кялиброванный фазовращатель 19, выход фазового детектора 13 подключен к индикатору 20, протиповоложпые входы, цепей управления первого 4, второго 7 и третьего 14 блоков сдвига частоl LI соединены с первым и вторым выходами фазорасщепнтеля 21, вход которого через ключ 22 подключен к выходу низкочастотного генерaòîðà z3, Измеритель работает следующим об-. разом.
Напряжения, поступающие с выходов кварцевых генераторов нссуще"". частоты
1 и модулируюшеll ч. стоть. 2 с", чст=. нячялт ных д1язоных сдвигов с ппс.ь|н.»
cfl выражениями
U<(t) Ц„ cosb)t, (1) Напряжения, описываемые выражениями (1) и (2), подаются на соответствующие входы бялансного модулятора 3, ня выходе которого формируется испытательный сигнал, описываемый формулой — — со.(Я -Q.) t +
l U nn б
+ ов(Я +C?)e). (3) 11() = U«U«.,cos(Я вЂ” где ф и ц) — фазовые сдвиги, вносимые исследуемым четырехполюсником 6 на часroтах (Д вЂ” Я и И + Я соответственно.
Напряжение, описываемое выражением (4), подается на вход первого амплитудно о детектора 8, на выхо се которого с помощью первого ильтря 9 нижних частот выделчется огибяк.llaя
Ч вЂ” Чг
U6(t) = U„,,Н,„тсоз(Я . + --- — --), (5) С целью нормирования амплитуды напряжения, с писыняемого выражением (5), и устранения влияния вь1сших гармоник оно поступает через первый усилительограничитель 10 и последовательно подключенный к нему второй - -Р U (t) = U Н cos(Qt ------- + Р)! Гя2 2 Ю )-. (6) где 5QJ — суммарный фя с ны1 счBllг, вносимый функционяльнымп узлами измеритепьнс го кян»; 13а(t) Одновреме)и«о выходное напряжение усилителя 5 с автомат)«ческой регулировко«« усиления подается через последовательно подключенные к нему трет)«й блок 14 сдв««га частоты на вход Bòoðoão амплитудного детектора 15 « на выходе которого-с помощью третьего фильтра 16 нижних частот также вь«деляется огибающая напояжения, которое проходит через последовательно включенные второи усилитель-ограничитель 17, четвертый фильтр 18 нижних частот а и первый калиброва««ный фаэовращатель 19 на второй «ход фазового детектора 13. Это напрят«ение описывается выра— жением 07(t) = и„„Uг„zсоs(Qt +Щ ), (7) где Д(11 — суммарный фазовый сдвиг, вносимый функциойальными узлами опорного канала. В результате сравнения по фазе в фазовом детекторе 13 напряжений, опи.сываемых выражениями (6) и (7), на его выходе возникает постоянное на— пряжение, изменяюцееся пропорцианальНо групповому времени запаздывания, которое измеряется индикатором 20 n ® — Ц)2 ««) 2 С помощью первого калиброванного фазовращателя 19, Ifaxoif)ff!1егоc)I в нулевом положении, сдвигают фазу напряжения, описываемого выражением (7), до получения нулевого значения выходного напряжения фазового детектора 13. Затем замыкают ключ 22, и напряжение частоты Q с выхода низкочас« тотного генератора 23 подается на вход фазорасщенителч 2 1, выходные напряжения которого полаются на управляющие цепи первого 4, второго 7 и третьего 14 блоков сдвига частоты, в качестве которых могут бьггь использованы оцнополосные модуляторь«на основе балансных смесителей, питаемых tfo высокой и низкой частотам квадратурным напряжением, а также индукционные или емкостные фазовращатели с непрерывно вращающимися роторами. Изменение знака сдвига частоты в модуляторах осуществляется изменением порядка чередованич фаз, „p инду),цп гплых ил)« eI КОСтл,Х .:ЗЗО . -, . „" — .) ;, .. е— вием вращения магнит)«ь« или электрических поле «, которые выбирая)т против о пол ож ными . Так как управляющ.«е цепи блока 4 сдвига частоты включены ветре fHo no ovffoI! el«If!«) к управляющим цепям блоко)з 7 и 14 сдвига частоты то на выходе -" 1 блока 4 сдвига частоты форм)«руется испытательный сигнал, с и ктральные составляющие которого получают I;plfpaщение частоты на величину Ur))! Б)))2 Г U (t) = — — -- — icos(Q -Д +Л )с ° Я 2 « + coslts) + g + g ) t). (8) Пбсле прохожчения сигнала, описы15 ваемого выражением (8), через исследуемый четырехполюсник 6 напряжение на го выходе описывается выражением Ц)«)««)))) 1 U () =- — — --=9 2 - f,) cos(lCD+9 U„«Uf 2соз (И + Р) (sos (У вЂ” Q i «2, ) t + Г),) t — tttftj) ЬЦ«+Л((2 7 Т, 2 45 ЬЧ ЬЦ2 x cos (Q t + ---------) . 2 (10) После детектирования напряжения, описываемого выражением (10), с помощью первого амплитудного детектора 8 на его выходе фильтром 9 нижних частот выделяется напряжение огибающей Лф -ЬЦ 55 « и«) )2 " 2 " (.) = U U М).+ --- :---). (11) Из выражения (11) следует, что огибающая испытательного сигнала за счет сдвига частоты его спектральных Щ,-ьс, cos(Qt + — — — — ---) 3 (9) где ЬЦ)« и 1«tg — и;вращения фазовых сдвигов, вносимые исследуемым че гырехпо- 30 люсником на частотах Я вЂ” G.+ U и(0+@ + .+ Qf соотве rc I we!fifo. За гнет встречно) о включения управляющих цепей блока 7 сдвига .часто35 ты на его выходе происходит сдвиг спектральных сосT1.".ваяющих сигlis.tiа, огисываемого выражснием (9), в противоположную сторону и восстановление их первоначальных значений, с перено40 сом дополнительно внесенных фазовых сдвигов 5((и QQ на огибающую Ц«+ 42 U (t) = V U cos(Я вЂ” ----------)к ««) «)1 «)г 2 1707583 составляющих ва B хождении его чере рехполюсник 6 пол фазовый сдвиг на И - Юг hg= — — — —— 2 еличину Q при проз исследуемьг четыучила дополнительный величину г, n„ 1 Гр ° В опорном канале с помощью блока 14 сдвига частоты также происходят сдвиг спектральных составляющих сигнала, описываемого выражением (8), на величину Q в противоположную сто1 рону и восстановление его первоначального значения, поэтому выделенная 15 на его выходе огибающая напряжения описывается выражением (7), С помощью втор<1го калибре. ;-.1 М < — Р7 U1 (t) U U«CoS(gt + -Alp) = о, (12) йэ выражения (12) следует, что регистрируемый фазовый сдвиг Ьцт связан 30 c o сдвигом частоты g сп -ктр:.явных составляющих испытательного сигнал.", описываемого выражен<тек (9), и групповым временем запаздывания гыражением 35 Л Щ = < "Г тТаким образом., искомое эттачетттте Л определяется тто формуле Л 40 ь «p = (13) Изменяя частоты сдвига g низко" l частотного генератора 23 в полосе пропускания ттсслелуемого узкополостто- 45 го четырехполюсника 6, можно вычислить по формуле (13) значения с,- и Л построить частотную характеристику группового времени запаздывания. Если второй калиброванный фазовра- 50 щатель 12 проградуировать в единицах группового времени эаттаэдьтвЛттия, то отсчет значений кожно осуществлять непосрецственно по шкале фаэовращател . 5S Иредтта т»1ет<ьттт изкерт л, т<о ер1 тттт<" т« < т!3 вест
Измеритель группового времени запаздыватптя четырехполюсников, содержащий генер1тор несущей частоты, выходом соединенный с опт<им входом балансного модулятора, гет1ератор моду— пирующей частоты, усилитель с автоматттческой регулировкой усиления, выход которого соединен с клеммой дл подключения исслецуе.1<>l о четырехпоЛЮСНИК1, ПОСЛЕДОВатвдт-.llO СОЕ <ИНЕНИтЕ первыйт амтьчитудный д< т<.ктор, перитй фильтр низкой частоты, первыч усилитель-ограничитель и второй фильтр лизкой частоты, последовательно соепиненные третий филь; р низкой частоты, второ т усилитель-ограничитель и чжвертьттт фт>льтр низкой частоты, а также вторутт клемму для полключения исследуемого четьтрехтт<1<ттосттика, <1»11овый детектор, индт.катор и низкочастотный генератор, о т л и ч а ю— шийся 1ем, что, с целью повышения точности измере ия группового времени запазттт.тваттия .четырсхполюсников, в неро впедсны три блока сдвига частоты, ключ, фазорасщепитель, второй амплитудный детектср и два калиброванных l,лзовращатеття, при этом выход генератора модулирующей частоты соединен с вторым выходом балансного моду.тятора выход которого соединен с первым входом первого блока сдвттг<1 l Сто < l l, Bl тк<1 .ОМ Со<лтт«< ;<того с и. "-п01 у< " Рте тя Г нт<> <1т;т««x< -< лировкой усиления, а вторыми входами — с входами второго блока cfoul»i< 1707583 Составитель М.Катанова Техред Л. Олийнык Корректор A.Îáðó÷ëð Редактор И.Горная .3а};»» 766 Тиp;..:. Подписное ПП31П Госу;;арстсс н»о;о кс:::;1ста по изсбретениям и открытиям при ГКНТ C»" »- i 113035, Иосква, Ж-35, Раушская наб., д. 4/5 "роизводственно-издательский комбинат "Патент", г.ужгород, ул. Гагари »a, 101 частоты и выходами фязор. си|еиителя, другие выходы к-iToporo соединены с одними входами третьего блока сдвига частоты, а вход через ключ соединен с выходом низкочастотного генератора, другой вход третьего блока срвига .. частоты соединен с первой клеммой для подключения исслеруемого четырехполюсиика, а выход через второй амплитудный детектор соединен с входом третьего Фильтра низки частот, выход второго фильтра низкой частоты черед первый калиброванный фаэоврящя tc. iü соелинен с первым входом Фазового детектора, выход которого соеринен с входом ннрикатора, я второй вхо через второй калиброванный Фазоврящя-.ель — с выходом четвертого Фильтра низкой частоты, вторая клемма для подключения исследуемого четырехполюсникя через второй блок сдвига частоты .соединена с входом первого амплитудного детектора, »
