Устройство для измерения группового времени запаздывания четырехполюсников
(iii 743213
Союз Советских
Социалистических
Республик
ОП И
ИЗОБРЕТЕНИЯ
К АВТОРСКОМУ СВИДЕТЕЛЬСТВУ (6l ) Дополнительное к авт. свил-ву— (22) Заявлено 07.07.77 (2) ) 2504664/18-09 (51)М. Кл.
Н 04 В 3/46 с присоединением заявки J%—
Государстввииый комитет (23) Приоритет— во делам изобретений и открытий
ОпУбликовано 25.06.80. Бюллетень ¹ 23
Дата опубликования описания 27.06.80 (53) УДК 621 .317.775 (088. 8) (72) Авторы изобретения
Г. П. Паткин и В. Г. Шинаков (7l) Заявитель (54) УСТРОЙСТВО ДЛЯ ИЗМ EPEH ИЯ ГРУППОВОГОВРЕМЕН И ЗАПАЗДЫВАНИЯ ЧЕТЫРЕХПОЛЮСНИКОВ
Изобретение относится к радиоизмерениям и может быть использовано для исследования четырехполюсников в лабораторных и цеховых условиях.
Известно устройство для измерения группового времени запаздывания четырехполюсников, содержащее двухчастотный генератор, первый, выход которого подключен к первому вхопу первого сумма10 тора и к входу эталонного четырехполюсника, выход послепнего подключен к первому входу второго сумматора, второй вход которого соединен с вторым входом первого сумматора и вторым выходом двухчастотного генератора, а также соединенный с выходом измеряемого четырехполюсника первый детектор, выход которого подключен к первому входу фазометра, второй вход которого соединен с выходом второго детектора. (11 .
Однако это устройство имеет невысокую точность измерения за счет измене-: ния разностной частоты двухчастотного сигнала, а также требует значительного времени на измерение.
Целью изобретения является повышение точности и сокращение времени измерения.
Для этого в устройство для измерения группового времени запаздывания четырехполюсников, содержашее двухчастотный генератор, первый выход которого подключен к первому вхопу первого сумматора и ко входу эталонного четырехполюсника, выход которого подключен к первому входу второго сумматора, второй вход которого соединен с вторым входом первого сумматора и вторым выходом двухчастотного генератора, а также соединенный с выходом измеряемого четырехполюсника первый детектор, выход которого попкюпочен к первому входу фазометра, второй ахоп которого соединен с выходом второго детектора, введены генератор пилообразного напряжения, генератор гармонического сигнала, функциональный преобразователь напряжения, модулятор,. третий детектор и дополнительный четырехполюсник, при этом выход генератора пилообразного напряжения подкгаочен к входу генератота гармоничесКОГО сигнала и к входу функционального преобразователя напряжения, выхоц которого подключен к входу двухчастотного генератора, выход первого сумматора через последовательно соединенные третий детектор и модулятор, второй вход кото- 10 рого соединен с выходом генератора гармонического сигнала подключен ко входу измеряемого четырехполюсника, а выход второго сумматора через дополнительный четырехполюсник подключен ко входу второго детектора.
-На чертеже представлена структурная электрическая схема устройства.
Устройство для измерения группового. времени запаздывания четырехполюсников содермтт двухчастотный генератор l, первый выход которого подключен к первому входу первого сумматора 2 и к входу эталонного четырехполюсника 3, выход кс торого подключен к первому входу второ- 25 го сумматора 4, второй вход которого соединен с вторым входом первого сумматора 2 и вторым выходом двухчастотного генератора 1, а также соединенный с выходом измеряемого четырехполюсника 3о
5 первый детектор 6, выход которого подключен к первому. входу фазометра 7, второй вход которого соединен с выходом второго детектора 8, введены генератор пилообразного напряжения 9, генератор гармонического сигнала 10, функциональный преобразователь напряжения ll, модулятор 12, третий детектор 13 и дополнительный четырехполюсник 14, При этом выход генератора пилообразного напряже- 40 ния 9 подключен к входу генератора гармонического сигнала 10 и к входу функционального преобразователя напряжения
11, выход которого подключен к входу двухчастотного генератора 1. Выход пер- 4> вого сумматора 2 через последовательно соединенные третий детектор 13 и модулятор 12, второй вход которого соединен с выходом генератора гармонического сигнала 10, подключен к входу измеряе- 50 мого четырехполюсника 5, а выход второго сумматора 4 через дополнительный . четырехполюсник 14 подключен к входу второго детектора 8.
Предложенное устройство работает сле-5 дующим образом, В исходном положении производится калибровка устройства при закороченном
13 ф измеряемом четырехполюснике 5 и отключенном генераторе пилообразного напряжения (ГПН) 9, С помощью ручной перестройки частота генератора гармонического сигнала 10 устанавливается на среднее значение рабочего диапазона измерительного устройства. Затем с помощью ручной перестройки частоту двухчастотного генератора 1 меняют до тех пор, пока фазометр 7 не покажет ноль на самом чувствительном пределе измерения.
Сдвиг фазы огибающей двухчастотного сигнала на выходе второго детектора 8 за счет изменений фаз сигналов на выходах цвухчастотного генератора 1 при перестройке его частоты (без учета сдвига фазы на эталонном четырехполюснике3) не вносит фазовых искажений, так как такой же фазовый сдвиг имеет Ъиг . нал огибающей, поступающей с третьего детектора 13 на модулятор 12.
Изменение фазы огибающей амплитудно-модулированного сигнала на выходе первого детектора 6 (при закороченном измеряемом четырехполюснике 5) будет равно ее изменению на выходе moporo детектора 8 и следовательно на фазометре 7. Такие изменения фазы будут взаимно вычитаться.
После калибровки измеряемый четырехполюсник 5 снова включают в цепь, выход функционального преобразователя напряжения (ФПН) 11 подключается к входу управления частотой двухчастотного генератора l. Далее включают ГПН 9 и при перестройке .на частоту генератора гармонического сигнала 10 снимают характеристику группового времени запаздыва-. ния (ГВЗ) измеряемого четырехполюсника 5 С„р Ф(% 1, где 1 — текущая частота генератора гармонического сигнала 10, ГПН 9 управляет частотой генератора гармонического сигнала 10 по закону где C4 — коэффициент пропорциональности при преобразовании напряжения на входе генератора гармонического сигнала 10 в частоту, 0 — текущее значение напряжения гпн на выходе ГПН 9.
Превый детектор 6 выделяет огибающую амплитудно-модулированного (AN ) сигнала, прошедшего чере з и зм еряе м ы й
7432
5 четырехполюсникт 5. Фаза этого сигнала будет меняться по закону
Ч, =2 ЕГ ь где F — частота модуляции.
Тогда фаза огибающей AM сигнала на входе фазометра 7 будет зависеть от напряжения на выходе ГПН 9 по закону
ИЧП
Затем выход ФН 11 подключается к входу управления частотой двухчастотного генератора 1.
На ФПН 11 устанавливают функцию преобразования напряжения в т %2 (C1urAH), где С„- безразмерная величина, близ- ?5 кая к функции ГВЗ измеряемого четырехполюсника 10 С =ч „(ы. 1
Напряжение поступающее с выхода
ФПН 11 будет управлять частотами двух- 20 частотного генератора 1 по законам
С 2Ч (С.?0 у = +г "с ч (с„u „! где С2 — коэффициент пропорциональности при преобразовании напряжения на входе двухчастотного генератора 1 в частоту.
Зависимость фазы огибающей двухчастотного сигнала на выходе второго ЗО суммматора 4 и следовательно, второго детектора 8, выражается формулой:
= 2Kf где ii — ГВЗ эталонного четырехпоО люсника 3, 35
Тогда фаза огибаю?цей двухчастотного сигнала на выходе второго детектора 8 будет иметь вид ??к " C î" (-„uã ??
Так как F ?? Cgß.o ?? ???????oTc?? ??р он звольными постоянными, то их числовые значения можно сделать равными. Тогда коэффициент С берется из указанного допущения и устанавливается в двухчастотном генераторе 1.
Таким образом, на входах фазометра 7 фаза будет меняться по законам
Ч ч : ЮРЧ. (C U H)
Чем меньше разность! Чи ?п Чо? во всем диапазоне измеряемых задержек,, тем на более чувствительном пределе из мерения возможно отсчитывать фазу сигнала, и тем точнее возможно измерять
ГВЗ измеряемого четырехполюсника.
Предлагаемое устройство позволяет измерить ГВЗ любых четырехполюсников в фиксированных частотных точках с высокой то п?остью. Это достигается с помощью ручной перестройки частоты генераторов 1 и 10 измерительного и опорного каналов.
Последовательность измерения следующая. После установки необходимой частоты на генераторе гармонического сиг нала 10 перестраивают вручную по час тоте двухчастотный генератор 1 до тех пор, пока фазометр 7 не покажет "0" фазы на самом чувствительном пределе измерения. Снимается значеййе частоты сигнала на выходе двухчастотного генератора 1 с помощью л?обого частотомера и нз соотношения 2
ГВЗ измеряемого четырехцолюсника в фиксированной частотной точке.
При включении в опорный канал между вторым сумматором 4 и вторым детектором 8 дополнительного четырехполюсника 14, можно производить сравнение
ГВЗ разночастотных четырехполюсников..
Предложенное устройство имеет высокую точность измерения за счет использования фазометра в качестве нуль-индикатора фазы и не требует значительного времени для измерения.
Формула изобретения
Устройство для измерения группового времени запаздывания четырехпол?осников, содержащее двухчастотный генератор, первый выход которого подключен к пер— вому Вхо первого с5-мматора и Ko Входу эталонного четырехпо?пссн??ка, выход которого подключен к нервому входу второго сумматора, второй вход которого соединен со вторым входом первого сумматора и вторым выходом двухчастотного генератора, а также соединенный с выходом измеряемого четырехполюсника первый детектор, выход которого подключен к первому входу фазометра, второй вход которого соединен с выходом второго детектора, о т л и ч а ю ?и е е с я тем, что, с целью повышения точности и сокращения времени измерения, введены генератор пилообразного напряжения, генератор гармонического сигнала, функциональный преобразовател ь напряжения, модулятор, третий детектор и дополнительный четырехполюсник, при этом выход генератора. пилообразного напряжения подключен ко входу генератора гармонического сигнала и ко входу функСоставитель Г, Челей
Техред М. Петко Корректор В. Бутяга
Репвктор Е, Гончар
Заказ 3485/50 Тираж 729 Подписное
ЫНИИПИ Государственного комитета СССР по делам изобретений и открытий
113035, Москва, R-35, Рауновская наб., д. 4/5
Филиал ППП «Патент", r. Ужгород, ул. Проектная, 4
7 7.43213 8 аионального преобразователя напряже- запасника, а выход второго сумматора сия, выход которого подключен ко входу ерез дополнительный четырехполюсник двухчастотного генератора, выход первого подключен ко входу второго детектора. сумматора через последовательно сое- Источники информации, диненные третий детектор и модулятор, > принятые во внимание при экспертизе второй вход которого соединен с выходом 1. Авторское свидетельство СССР генератора гармонического сигнала, под- N:- 375621, кл. S 04 Р 10/04, юпочеи ко входу измеряемого четырех- опублик. 1971 (прототип).
