Устройство для измерения частотной неравномерности группового времени запаздывания преобразователей частоты

Устройство для измерения частотной неравномерности группового времени запаздывания преобразователей частоты

Иллюстрации

Показать все

Реферат

 

Изобретение может быть использовано для создания панорамных измерений неравномерностей частотных характеристик группового времени запаздывания . Цель изобретения - повышение точности измерения. Устройство содержит генератор 1 качающейся частоты, частотно-модулированный генератор 3, измеритель 11 группового времени запаздывания , широкополосный дифференциатор 12 и амплитудный демодулятор 13. Для достижения цели введены частотный демодулятор 4, селективный усилитель 5, амплитудные детекторы 6 и 7, аналоговый делитель 8, интегратор 9, дифференциатор 10 и образованы новые функциональные связи . 2 ил. 00 00

СОЮЗ СОВЕТСКИХ

СОЦИАЛИСТИЧЕСКИХ

РЕСПУБЛИК

„„SU„„1337817

А1 (5П 4 G 01 R 25 02

ОЛИСАНИЕ ИЗОБРЕТЕНИЯ

ГОСУДАРСТВЕННЫЙ НОМИТЕТ СССР

ПО ДЕЛАМ ИЗОБРЕТЕНИЙ И ОТКРЫТИЙ

К АВТОРСКОМУ СВИДЕТЕЛЬСТВУ (21) 4006164/24-21 (22) 13.01.86 (46) 15.09 ° 87. Бюл, М 34 (72) А.В.Бальчюнайтис и Ю.-В.A.ßêàñ (53) 621 ° 317.77 (088.8) (56, Крейман Г.И., Мельничук В,Г. и др. Радиотехника, 198 1, т,36, Р 6, с.39, рис.3, Авторское свидетельство СССР

В 1146607, кл. С 01 R 25/02, 1985. (54) УСТРОЙСТВО ДЛЯ ИЗМЕРЕНИЯ ЧАСТОТ

НОЙ НЕРАВНОМЕРНОСТИ ГРУППОВОГО ВРЕМЕНИ ЗАПАЗДЫВАНИЯ ПРЕОБРАЗОВАТЕЛЕЙ

ЧАСТОТЫ (57) Изобретение может быть использовано для создания панорамных измерений неравномерностей частотных характеристик группового времени эапаэ" дывания. Цель изобретения — повышение точности измерения. Устройство содержит генератор 1 качающейся частоты, частотно-модулированный генератор 3, измеритель 11 группового времени запаздывания, широкополосный дифференциатор 12 и амплитудный демодулятор

13. Для достижения цели введены частотный демодулятор 4, селективный усилитель 5, амплитудные детекторы 6 и 7, аналоговый делитель 8, интегратор 9, дифференциатор 1О и образованы новые функциональные связи. 2 ил.

1337817

Частотный демодулятор 4 состоит из последовательно соединенных широкополосного дифференциатора 12 и амплитудного демодулятора 13.

Изобретение относится к радиоизмерительной технике и может быть использовано для создания специализированных панорамных измерителей неравномерностей частотных характеристик группового времени запаздывания, Целью изобретения является повышение точности измерения частотной неравномерности группового времени 1р запаздывания °

На фиг.1 представлена структурная схема устройства для измерения частотной неравномерности группового времени запаздывания (ГВЗ) преобразо- 15 вателей частоты; на фиг.2 — структурная схема измерителя ГВЗ.

Устройство для измерения частотной неравномерности ГВЗ преобразователей частоты содержит генератор 1 качаю- 2р щейся частоты (ГКЧ), исследуемый преобразователь 2 частоты, частотно-модулированный (ЧМ) генератор 3, частотный демодулятор 4, селективный усилитель 5, амплитудные детекторы 25

6 и 7, аналоговый делитель 8, интегратор 9, дифференциатор 10, измеритель 11 группового времени запаздывания (ИГВЗ), широкополосный дифференциатор 12 и амплитудный демодулятор 13.

При этом выход ГКЧ 1 соединен с гетеродинным входом исследуемого преобразователя 2 частоты, сигнальный вход которого соединен с выходом ЧМ

35 генератора 3, а выход через последовательно соединенные частотный демодулятор 4, селективный усилитель 5 и первый амплитудный детектор 6 подключен к входу числителя аналогового делителя 8, вход знаменателя которого через второй амплитудный детектор 7 подключен к выходу исследуемого преобразователя 2 частоты, а выход аналогового делителя 8 соединен с сигнальным входом интегратора 9, выход которого соединен с индикаторным входом ИГВЗ 11, модулирующий выход которого соединен с входом ЧМ генератора

3, а выход сигнала U качания частоты

ИГВЗ соединен с входом ГКЧ 1 и входом дифференциатора 10, выход которого подключен к управляющему входу интегратора 9.

ИГВЗ 11 (фиг.2) содержит передатчик 14, приемник 15 и индикатор 16, первый вход которого соединен с выходом приемника 15, причем выход модулирующей частоты передатчика 14 соединен с входом приемника 15 и является модулирующим выходом ИГВЗ 11, а выход сигнала качания частоты соединен с синхронизирующим входом индикатора 16 и является выходом сигнала качания ИГВЗ 11, кроме того, выход

ЧМ передатчика является одноименным выходом ИГВЗ 11, а измерительный вход индикатора является одноименным входом ИГВЗ 11.

Частотный демодулятор 4. должен работать в полосе усилителя промежуточной частоты исследуемого преобразователя 2 частоты. Поэтому широкополосный дифференциатор 12 должен быть построен с использованием широкополосного дифференциального усилителя, Устройство для измерения частотной неравномерности ГВЗ преобразователей частоты работает следующим образом.

Генератор ГКЧ 1 вырабатывает сигнал, линейно изменяющийся по частоте:

U „(t)=U, sin(,t+q,(t)), (1)

du (t) где И =Я +sLt М, = — +-— -— - — скорость. г о д перестройки частоты;

Ц,(t) — фаэовые флуктуации сигнала ГКЧ 1.

Этот сигнал поступает на гетеродинный вход исследуемого преобразователя 2 частоты, на сигнальный вход которого подается частотно-модулированный сигнал от генератора 3:

U (t)=U sinEM,t+psingt+ср,(t)), (2)

hQ где = — — индекс частотной модуляA ции;

,() — фазовые флуктуации сигнала ЧМ генератора 3; и =2iiF — модулирующая частота.

Сигнал промежуточной частоты на выходе исследуемого преобразователя

2 частоты может быть записан в виде:

К nч (ч ) Uc m sin ge„„ t+psinE I

+ q,.(,)+ q-.,„(а„„)j +,„(а„„)+y,(t)— где К„„(я„„) — коэффициент преобразования исследуемого преобразователя 2 частоты;

Qc,,„(И,) — фазовый сдвиг, огибающей, вносимый входны1337817 де Кдо(р рдиср (+) коэффициент передачи дифференциатора 12; постоянная времени дифференцирующей цепочки диференциатора 12; фазовый сдвиг, вносимый дифференциатором на частоте огибающей Q. ми цепями исследуемого преобразователя 2 частоты на преобразуемой частоте ы,;

5 а7.,„(Ио„) — фазовый сдвиг огибающей, вносимый цепями промежуточной частоты

Ы„ц (полосовым фильтром, усилителем иссле- 1О дуемого преобразователя 2 частоты); ссм(с пц) — ГВЗ тракта промежуточной частоты исследуемого преобразователя

2 частоты; см(И,) — ГВЗ входных цепей исследуемого преобразователя 2 частоты;

Чсм(?оц) — фаэОВЫй СДВИГ, BHOCHмый исследуемым преобразователем 2 на частоте Qпц

В выражении (3) в огибающей отсутствует составляющая, обусловленная неравномерностями ГВЗ генератора качающейся частоты (являющегося гетеродином), так как известно, что произвольное изменение фазы немодулированного по амплитуде гетеродинного сигнала не влияет на фазу огибающей.

Сигнал с выхода исследуемого преобразователя 2 поступает на частотный демодулятор 4, т ° е. на вход широкополосного дифференциатора 12, 35 сигнал на выходе которого имеет вид: аи (с)

U>ö (t) 1 Кдиср "ди<р пц (оц )х (с4 ч(t))

xU ы + За 1 + — - — — — — + ? "см(с"с)

dy,„(u„v(t))

+ ? ч (Я (С) )+(.р (й) +----- — -- — — + 45 см пц ди Р с1 йю (с) 4ч () с}С,1 пц

+рд.,.(..)+Ч,„(, )+cp (t)-q (t), (я„„) — фазовый сдвиг, вносимый дир оц дифференциатором на частоте Ипц °

Демодулируя сигнал (4) амплитудным демодулятором 13, на выходе частотного демодулятора 4, получим 1 см (Иоц () ) xU х G3 + ? 1 + -- - —-- + оц dt

<1ссм (? () ) + — — — - — — )х cos 5}t+Ai (Q )+

«1е см с

) см оч +

1Ч (и., () ) см пч 4в dt

da ()11

dt dt где К, (со ) — АЧХ амплитудного демодулятора 13;

Cp„(n) — фазовый сдвиг, вносимый частотным демодулятором 4 на частоте огибающей ?.

Сложный сигнал (5), содержащий полезную составляющую частоты, поступает на узкополосный селективный усилитель 5, на выходе которого получим:

QQ (61 ff Q ) д g ff ц (оц ) 1)с м Х ,) с1,(Ы..(t)) db.„(Ы ()) х cos(Qt+ G.ic„(U )+El.ь (у„„(Г) ) +

+ Рцэ()+ qс (n)) (6) где Кс (0) — коэффициент передачи селективного усилителя

5 на частоте й; ср, (Q) — фазовый сдвиг, вносимый селективным усилителем

5 на частоте с?.

Детектируя амплитудным детектором

6 сигнал (6) и выделяя низкочастотную составляющую, на его выходе получим ссм (©ff÷() )

xU (ь см оч сю Дир )

< см (С (t) )1

+ cì (7)

dt )ь где К вЂ” коэффициент передачи амплилг тудного. детектора 6.

Так как средняя частота сд, в интервале времени измерения остается постоянной, то второе слагаемое в квадратных скобках выражения (7) можно считать малым по сравнению с первым и им пренебречь:

1337817

di, (ьз„„())

xU (° ьи ) — -- — — — —. (8) аие dt

При линейной перестройке частоты

ГКЧ 1 и при постоянстве средней частоты ис генератора 3 промежуточная частота сд„„(с) = сд — У, — % с, (9) где И, — начальная частота ГКЧ 1 °

Дифференцируя выражение (9), полу- 10 чим

d u„„(t) м

dt

Не учитывая знак, из (8) и (10) следует

lUagzl =Кд Кид(Г пч)Каир (10) выражения

К, (0) х (11) "((t)) хК„„(ы„, )U, (.д„, ь ) м.

K4z Ки (пи)

U (t:)= — — — ь- — — К К (a) (. x

/ деа К (< ) Ди с ди р (г „ ()) х ь са ) — - " — -Лх- — —. (13)

dt

Полученное напряжение интегрируется синхронизируемым интегратором 9 в течение каждого периода частоты качания:

Из выражения (11) следует, что выходной сигнал амплитудного детектора 6 прямо пропорционален производной ГВЗ исследуемого преобразователя

2 и произведению коэффициентов передачи преобразователя 2 частоты, частотного демодулятора 4, а также входящего в него широкополосного дифференциатора 12 и амплитудному значению Бс выходного сигнала ЧМ генератора 3, Чтобы полученный далее измерительный сигнал не зависел от АЧХ исследуемого преобразователя 2 частоты—

К „„((D„„), от АЧХ частотного демодуля- 35 тора — К„в(а„„) и от изменений амплитуды 0 сигнала ЧМ генератора 3, е выходной сигнал U, (с) исследуемого преобразователя 2 детектируется амплитудным детектором 7, причем на его 40 выходе выделяется постоянная составляющая

Падю =Кд (G3 „„) K „„(Q „„) Uс1и где Кд (u„„) - АЧХ амплитудного дед тектора 7 в рабочей полосе на промежуточной частоте, После деления сигнала U z на сигнал U на выходе аналогового делиад1 теля 8 получим 50

*1 чд 14 хКдиуКс (g) (ьди de) "см (Q„<) +Uo (14) где Б — постоянная составляющая интегрирования, которая при измерении неравномерностей

ГВЗ не изменяет конечного результата;

К, — коэффициент передачи интегратора 9.

Для повышения точности отношение

Ка К д(Ы„„) Кд, (Qnu) a полосе промежуточнйх частот необходимо сделать постоянным, независимым от значения (и„„), для чего АЧХ частотного демодулятора 4 и амплитудньгх детекторов должны быть соответствующим образом подобраны, В этом случае переменная составляющая выходного напряжения интегратора 9 при его синхронной работе с

ГКЧ 1 будет отображать частотные неравномерности ГВЗ исследуемого преобразователя 2 частоты.

Работа интегратора 9 синхронизируется импульсами, полученными на выходе дифференциатора 10, за счет дифференцирования пилообразного напряжения ГКЧ 1.

Ф о р м у л а и з о б р е т е н и я

Устройство для измерения частотной неравномерности группового времени запаздывания преобразователей частоты, содержащее генератор качающейся частоты, выход которого соединен с гетеродинной входной клеммой для подключения исследуемого преобразователя частоты, измеритель группового времени запаздывания, выход сигнала качания частоты которого соединен с входом генератора качающейся частоты, частотно-модулированный генератор, вход которого соединен с модулирующим выходом измерителя группового времени запаздывания, а выход подключен к сигнальной входной клемме для подключения исследуемого преобразователя частоты, о т л и ч а— ю щ е е с я тем, что, с целью повышения точности измерения, в него введены последовательно соединенные частотный демодулятор, селективный усилитель и первый амплитудный детектор, а также второй амплитудный детектор, аналоговый делитель, интегра1337817

Ямол сро

Составитель Ю.Макаревич

Редактор А.Лежнина Техред И.Попович Корректор Е, Рошко

Заказ 4126/43 Тираж 730 Подписное

ВНИИПИ Государственного комитета .СССР по делам изобретений и открытий

113035, Москва, Ж-35, Раушская наб., д. 4/5

Производственно-полиграфическое предприятие, г. Ужгород, ул. Пр<и.кивая, 4 тор и дифференциатор, причем выход сигнала качания частоты измерителя группового времени запаздывания через дифференциатор подключен к управ5 ляющему входу интегратора, выход которого соединен с входом индикатора измерителя группового времени запаздывания, а сигнальный вход подключен к выходу аналогового делителя, вход числителя которого соединен с выходом первого амплитудного детектора, а вход знаменателя подключен к выходу второго амплитудного детектора, вход которого соединен с входом частотного демодулятора и выходной клеммой для подключения исследуемого преобразователя частоты, частотный демодулятор содержит последовательно соединенные широкополосный дифференциатор и амплитудный демодулятор.