Способ измерения группового времени запаздывания четырехполюсников и устройство для его осуществления

Способ измерения группового времени запаздывания четырехполюсников и устройство для его осуществления

Иллюстрации

Показать все

Реферат

 

(i 11,645I22

Р т ф 1

О

ОПИСАН И Е

ИЗОБРЕТЕНИЯ

Союз Советских

Социалистических

Республик (61) Дополнительное к авт. свид-ву (22) Заявлено 08.06.76 (21) 2370077/18-21 (51) М. Кл.е

6 04F 10i 00 с присоединением заявки № (23) Приоритет (43) Опубликовано 30.01.79. Бюллетень № 4 ., 5) Дата опубликования описания 30.01.79

Государственный комитет (53) УДК 621.317.373 (088.8) по делам изобретений и открытий (72) Авторы изобретения

H. Н. Залогин и В. И. Калинин

Институт радиотехники и электроники АН СССР (71) Заявитель (54) СПОСОБ ИЗМЕРЕНИЯ ГРУППОВОГО ВРЕМЕНИ

ЗАПАЗДЫВАНИЯ ЧЕТЫРЕХПОЛ1ОСНИКОВ И УСТРОЙСТВО

ДЛЯ ЕГО ОСУЩЕСТВЛЕНИЯ

Изобретение относится к способу измерения группового времени запаздывания четырехполюсников и устройству для его осуществления и предназначено для использования в радиоизмерительной технике, а также в измерительной технике оптического диапазона.

Известен способ измерения времени запаздывания четырехполюсников по изменению частоты собственных колебаний авто- 10 генератора, вызванному введением в цепь

его обратной связи объекта измерения.

Устройство для его осуществления состоит из автогенератора, в цепь обратной связи которого включены широкополосный усилитель, направленный ответвитель, переменный аттенюатор, об ьект измерения, и частотомера, соединенного с направленным ответвителем (1).

Недостатком известного способа является узкий диапазон измеряемых значений времени запаздывания — в пределах периода собственных колебаний автогенератора.

Известен также способ измерения группового времени запаздывания четырехполюсников путем измерения изменения ча- стоты модуляции колебаний автогенератора от внешнего модулирующего сигнала, которым воздействуют на автогенератор.

При этом частоту модуляции этого сигнала 30 фиксируют в момент совпадения ее с величиной, равной разности двух соседних собственных частот колебаний автогенератора до и после введения об.ьекта измерения в цепь его обратной связи.

Устройство для осуществления этого способа состоит из автогенератора, в цепь обратной связи которого включены широкополосный усилитель, направленный ответвитель, переменный аттенюатор н объект измерения, генератора модулирующих колебаний, подключенного к широкополосному усилителю, и анализатора спектра, соединенного через направленный ответвитель с выходом указанного усилителя (2).

Этот способ позволяет расширить диапазон измеряемых значений группового времени запаздывания. Однако он не обеспечивает высокой точности измерения группового времени запаздывания. Погрешность его определяется шириной резонансной кривой кольцевого резонатора, реализуемого такой схемой.

Целью изобретения является повышение точности измерений в широком диапазоне значений группового времени запаздывания.

Указанная цель достигается тем, что в способе измерения группового времени запаздывания четырехполюсников, включающем измерение изменения частоты модуляции колебаний, модуляцию осуществляют путем нелинейного преобразования сигнала, обеспечивающего генерацию автомодулированных колебаний.

В устройство для осуществления способа, содержащее широкополосный усилитель, направленный ответвитель, переменный аттенюатор и объект измерения, ыедены нелинейный элемент с падающим участком амплитудной характеристики, дет;ктор и частотомер, причем частотомер соединен через детектор и направленный сгнетвитель с выходом широкополосного усилителя, нелинейный элемент по входу через переменный аттенюатор соединен с направленным ответвителем, а по выходу через объект измерения — с широкополосным усилителем.

На фиг. 1 представлена блок-схема устройства для измерения группового времени запаздывания; на фиг. 2 — амплитудная характеристика нелинейного элемента.

Устройство (фиг. 1) состоит из автогенератора, в цепь обратной связи которого включены широкополосный усилитель 1, направленный ответвитель 2, переменный аттенюатор 3, нелинейный элемент 4 с падающим участком амплитудной характеристики и измеряемый четырехполюсник 5, детектора 6 и частотомера 7. В качестве нелинейного элемента с падающим участком амплитудной характеристики можно использовать лампу бегущей волны (ЛБВ), клистрон, тетрод.

Способ осуществляют следующим образом.

Подбором затухания переменного аттенюатора 3, которое определяет амплитуду сигнала A на входе нелинейного элемента

4, обеспечивают работу этого элемента на падающем участке амплитудной характеристики (фиг. 2). При выполнении условия

645122 ,4 ра 7 измеряют частоту автомодуляции колебаний автогенератора с измеряемым четырехполюсником 5 и без него и по полученным данным определяют групповое вре5 мя запаздывания по формуле = (, .) где Т вЂ” групповое время запаздывания из10 меряемого четырехполюсника;

fo — частота автомодуляции колебаний автогенератора без измеряемого четырехполюсника;

/ — частота автомодуляции колебаний

15 автогенератора с измеряемым четырехполк>сником;

n — целочисленный коэффициент, зависящий от вида нелинейного элемента (в частности, при использо20 вании ЛБВ n=2).

По предлагаемому способу было измерено групповое время запаздывания различных элементов коаксиального тракта (отрезки линий передачи, ферритовые венти25 ли, фильтры и др.) с разными величинами группового времени запаздывания (Т

-0,1 нсек и Т)1 мсек.). В качестве широкополосного усилителя и нелинейного элемента использовались ЛБВ сантиметрового

ЗО диапазона, Измерения показали, что случайная ошибка определяется нестабильностями в цепях питания ЛБВ и составляет величину порядка 0,01 нсек как для малых, так и для

З5 больших значений группового времени запаздывания. Систематическая ошибка определяется зависимостью группового времени запаздывания ЛБВ от амплитуды автомодуляции и может быть максимально уменьшена путем контроля за амплитудой и подбором оптимального напряжения замедляющей системы ЛБВ. где A" — коэффициент передачи цепи обратной связи автогенератора без нелинейного элемента; . F(A) — амплитуда сигнала на выходе нелинейного элемента, происходит нелинейное преобразование сигнала, циркулирующего в цепи обратной связи, благодаря чему в автогенераторе устанавливается режим генерации модулированных по амплитуде колебаний (автомодуляция).

На фиг. 2 стрелками обозначен процесс установления автомодулированных колебаний от обхода к обходу по кольцу обратной связи. Период автомодуляции зависит от вида нелинейного элемента и, в частности, в случае использования ЛБВ равен удвоенному значению группового времени запаздывания цепи обратной связи автогенератора. С помощью детектора 6 и частотоме45 Формула изобретения

1. Способ измерения группового времени запаздывания четырехполюсников путем измерения изменения частоты модуляции колебаний, отличающийся тем, что, с целью повышения точности измерений в широком диапазоне значений группового времени запаздывания, модуляцию осуществляют путем нелинейного преобразования сигнала, обеспечивающего генерацию автомодулированных колебаний.

2. Устройство для осуществления способа по п. 1, содержащее широкополосный уси.литель, направленный ответвитель, переменный аттенюатор и объект измерения, отличающееся тем, что в него введены нелинейный элемент с падающим участком амплитудной характеристики, детектор и частотомер, причем частотомер соединен через детектор и направленный ответви645122 фиг. 1

Ао

Риз. 2

Составитель М. Барашков

Техред С. Антипенко

Редактор Н. Суханова

Корректор E. Хмелева

Заказ 2635/10 Изд. № 149 Тираж 520 Подписное

НПО «Поиск» Государственного комитета СССР по делам изобретений и открытий

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

Типография, пр. Сапунова, 2 тель с выходом широкополосного усилителя, нелинейный элемент по входу через переменный аттенюатор соединен с направленным ответвителем, а по выходу через объект измерения — с широкополосным усилителем, 6

Источники информации, принятые во внимание при экспертизе

1. Авторское свидетельство СССР № 113565, кл. G 04F 11/08, 08.09.56.

5 2. Авторское свидетельство СССР № 169146, кл. G 04F 11/08, 16.03.64.