Устройство для измерения фазочастотных характеристик четырехполюсников

Устройство для измерения фазочастотных характеристик четырехполюсников

Иллюстрации

Показать все

Реферат

 

ОП ИСАНИЕ

ИЗОБРЕТЕН ИЯ к АвтоРскому свидитильстеь

Союз Советских

Социалистических

Республик 691774 (6l ) Дополнительное к авт. саид-ву (22) Заявлено 14.04.77(21) 2476593/18-21 с присоединением заявки,% (23) П риоритет (51)M. Кл.

G 01 Я 25/00

Государственный комитет

СССР по делам изобретений н открытий

Опубликовано 15.10.79.Бюллетень М 38 (53) УДK 621.317. ,373 (088.8) Дата опубликования описания 20.10.79. (72) Автор изобретения

Г. А. Пантелеенк." (71) Заявитель (54) УСТРОЙСТВО ДЛЯ ИЗМЕРЕНИЯ ФАЗОЧАСТОТНЫХ

ХАРАКТЕРИСТИК ЧЕТЫРЕХПОЛЮСНИКОВ

Изобретение относится к измерительной технике связи и может быть использовано, в частности, для измерений на дуплексных каналах связи многоканальных систем связи с частотным разделением каналов.

Известно устройство измерения фазочастотных характеристик (ФЧХ) четырехполюсников, содержащее генераторы сигналов измерительных и опорных частот, амплитудные ограничители, фазовые дискриминаторы, а также блоки индикапии результатов измерения (11 .

Недостатком устройства является значительная погрешность из-за расхождения частот в канале связей.

Известно другое устройство, принятое в качестве прототипа, содержащее генератор измерительных частот 1, в который входит генератор фиксированной частоты, генератор качающейся частоты, два смесителя, фильтр нижних частот, резонансный фильтр, амплитудный ограничитель, фазовый дискриминатор, блок индикации и регистрации результатов измерения, в который входят сумматор, блок дифференцирования, осциллограф и генератор развертки осциллографа (21.

Недостатком устройства являются невысокая точность и скорость при измерениях ФЧХ каналов связи.

Пель изобретения — повышение точности и быстродействия.

Данная цель достигается тем, что, во-первых, в устройство для измерения фазочастотных характеристик четырехполюсников, содержащее генератор измерительных частот, первый и второй выходы которого соединены соответственно с первым и вторым входами первого смесителя, второй смеситель, один из входов которого соединен с выходом измеряемого четырехполюсника, амплитудный ограничитель, выход которого соединен с одним из входов фазового дискриминатора,который по выходу присоединен к блоку индикапии и регистрапии, введены первый и второй однополюсные модуляторы, блок

69177 фазовой автоподстройки частоты, амплитудный детектор, генератор управляющих частот и амплитудный модулятор, причем выходы первого и второго смесителей соединены соответственно с первыми входами первого и второго однополюсных модуляторов, вторые входы которых соединены соответственно с третьим и первым выходами генератора измерительных частот и генератор управляющих частот, 1О а выходы подсоединены соответственно к второму входу фазового дискриминатора и первому входу амплитудного модулятора, второй вход которого соединен со вторым выходом и первым входом генератора управляющих частот, третий выход генератора управл поших частот подсоединен ко второму входу второго смесителя, выход амплитудного модулятора через второй канал измеряемого четырехполюсника соединен со входом амплитудного ограничителя и через амплитудный детектор с одним из входов блока фазовой автоподстройки частоты и генератора измерительных частот, четвертый выход которого присоединен ко второму входу блока фазовой автоподстройки частоты, соединенного по выходу со вторым входом генератора измерительных частот; во-вторых тем, что в генератор измерительных частот и генератор управляемых частот, содержащие генератор фиксированной частоты, введены блок управления и синхронизации, управляемый делитель и делитель, причем один из входов управляемого дели- теля и делителя соединены с выходом блока управления и синхронизации, а вторые их входы присоединены к выходу генератора фиксированной частоты, вход блоха

40 управления и синхронизации является первым входом генератора измерительных и генератора управляющих частот, вход генератора фиксированных частот является вторым входом генератора измерительных

45 частот„первый и второй выходы управляемого депителя и делителя генератора измерительных частот и соответственно первый и второй выходы делителя и пер, вый выход управляемого делителя генератора управляющих частот являются первым, вторым, третьим и четвертым, а также первым, вторым и третьим выходами соответствующих генераторов.

Блок-схеМа устройства представлена на чертеже.

Устройство содержит генератор измерительных частот 1, первый смеситель

2, первый однополюсный модулятор 3, 4 блок фазовой автоподстройки частоты 4, амплитудный демодулятор 5, амплитудный ограничитель 6, фазовый дискриминатор 7, блок индикации и регистрации результатов измерений 8, генератор управляющих частот +, второй смеситель 10, второй однополосный модулятор 11, амплитудный модулятор 12 и дуплексный канал 13 с измеряемым четырехполюсником, причем генератор измерительных частот 1 содержит генератор фиксированной частоты 14, блок управления и синхронизации 15, управляемый делитель 16 и делитель 17, генератор управляющих частот 9 содержит генератор фиксированной частоты 18, блок управления и синхронизации 19, управляемый делитель

20 и делитель 21, а дуплексный канал связи 13 с измеряемым четырехполюсником содержит прямой 22 и обратный 23 каналы.

Устройство работает следующим образом.

Генератор измерительных частот 1 обеспечивает создание измерительного сигнала, состоящего из дискретных, нарастающих во времени по частоте сигналов, лежащих в полосе пропускания исследуемого объекта и отстоящих друг от друга по шкале частот на равные расстояния. Сигнал каждой из испытательных частот длится равные промежутки временна

Синтез испытательных сигналов осуществляется следующим образом.

От генератора 14 сигнал фиксированной высокой частоты поступает на счетный вход делителя 17 и операционный вход управляемого делителя 16. В делителе 17 частота сигнала понижается путем деления до требуемой частоты GU> и с выхода фиксированной частоты сигнал поступает на первый однополосный модулятор 3; в делителе 16 из сигнала фиксированной частоты формируется к" сигналов измерительных частот Щ4, UU>,... (у„- ..., у ("к — требуемое количество точек измерительной фазочастотной характеристики) путем соответственного измФнения коэффициента деления делителя 1 6, осуществляемого с помощью блока управления и синхронизации 15. Измерительные частоты формируются в порядке возрастания, от самой низкой до самой высокой частоты полосы пропускания исследуемого четырехполюсника, располагаясь равномерно, через равные промежутки ьа:=ж; „-ии;

691774

30 ио всей полосе и продолжаясь равllhl0 oTf! 3KB врем ени Ь t „амплитуды H начальные фазы всех измерительных частот одинаковы.

Сигналы измерительных частот посту- 5 лают на вход прямого канала 22 измеряемого дуплексного канала 13 и на один иэ входов первого смесителя 2. На дополнительном выходе делителя 16 формируется такая же последовательность частот, 10 но сдвинутая во времени так, что на его выходах одновременно существуют сигналы двух соседних частот 2„ И И „+ „, отличающихся по частоте на шаг квантования 5И), Эти сигналы О я),..., uu„,". <, Ю +1 поступают на входы смесителя 2, в котором происходит их смешивание с образованием комбинационных частот и выделением из них с помощью фильтра нижних частот сигнала раэностной частоты АО3 который поступает на вход модулируюшей частоты однополюсного модулятора 3.

На вход несущей частоты модулятора 3 поступает сигнал частоты Ш, с выхода

25 делителя 17. В результате модуляции и выделения верхней боковой полосы при помощи фильтра верхних частот на выходе модулятора 3 получаем сигнал суммарной частоты Ы„+ЬЖ) = ° Этот сигнал в качестве опорной частоты поступает на фазовый дискриминатор 7. Его начальная фаза совпадает с начальной фазой поступающего в канал измерительного сигнала.

Каждая измерительная частота в процессе прохождения по каналу изменяет свою ам- З5 плитуду и начальную фазу в соответствии со значением ФЧХ и АЧХ на данной частоте. В амплитуде и фазе измерительной б настоты на выходе канала заложена ин40 формация о значении АЧХ и ФЧХ канала на данной частоте.

Кроме того, каждый измерительный сигнал изменяет свою частоту на одинаковую величину d uu . На приеме генератор управляющих частот 9, построенный

45 по тому же принципу, что и генератор измерительных частот 1, формирует с помощью генератора 18, управляемого делителя 20 делителя 21 и блока управУ 50 ления и синхронизации 19 сигналы управ-, ляющих частот, аналогичные сигналам с выхода генератора 1. В данной конкретной реализации эта последовательность щ1, и,, " 1 ""х К соответствует: а,Ф З" ", 1 -> g2

Ю.„; и выполняется соотношение W1 =

Ь ч ф—

=UD<++g = О.); +haU u.

Эти сигналы w. поступают на второй

1 смеситель 10, смешиваясь с сигналами измерительных частот cg> Pug, посту1 паюших с выхода канала 13 на другой вход смесителя 10. На выходе смесителя

10 выделяется сигнал раэностной частоты Л (й + O uu, сохраняющий фазу поступившего иэ канала сигнала, и подается на вход модулируюшей частоты второго однополосного модулятора 11. На вход несущей частоты модулятора 11 поступает

mi нал фи.ксированной частоты (й от делителя 21 генератора 9. Так же, как в модуляторе 3, на выходе модулятора

11 получают сигнал суммарной частоты

А%+8N+uu И+дЮ-Делитель 21 формирует контрольную частоту а путем деления частоты высокостабильного генеpampa 18. Конпрольная частота используется для работы блока управлении исинхрониэации 19 как тактирующая - из нее формщлются сигналы чстановки (сброса в 0 ) делителя 21 и изменения коэффициента деления делителя 20. Кроме того, она используется для модулирования по амплитуде сигнала суммарной частоты с выхода второго однополосного модулятора 11. Для этого сигнал контрольной частоты 4/N поступает на вход модулируюшей частоты амплитудного модулятора 12. Преобразованный измерительный сигнал (e+ У0п поступает на вход канала 13. Проходя через обратный канал

23, каждый преобразованный измерительный сигнал приобретает одинаковый дополнительный фазовый сдвиг и одинаковые изменения амплитуды, обусловленные значениями АЧХ и ФЧХ канала на фиксированной частоте, а также одинаковые изменения частоты. На выходе обратного канала преобразованный измерительный .сигнал частоты W+guU-д св =Ю проходит через. амплитудный ограничитель 6, где снимаются все амплитудные модуляции, паразитные для фазовых измерений, но сохраняются фазовые соотношения. С выхода амплитудного ограничителя 6 сигнал поступает в фазовый дискриминатор 7, где его фаза сравнивается с фазой опорного колебания. Разность фаз фиксируется в блоке индикации и регистрации 8.

Она представляет собой сдвиг фаз, вносимый прямым каналом на измерительной частоте и>„., плюс сдвиг фазы в обратном канале на частоте C6 +O UJ . Величина д Q« q поэтому можно считать значения АЧХ и ФЧХ равными в точках сюи си+а ж

Приходящий из обратного канала сигнал используется также для контроля ча1774

Поэтому сигнал с выхода обратного канала поступает также на амплитудный детектор 5, где выделяется его огибающая — контрольная частота и . Она поступает в блок 4, где сравнивается с контролируемой частотой uU „ с выхода контролируемой частоты делителя 17 генеpampa 1 и, в случае неравенства этих частот, блок 4 подстраивает частоту генератора 14 таким образом, чтобы щ 4 генератора 1 равнялась полученной из

1 канала частоте 4 генератора 9.

69 тоты генератора 1, поскольку равенство соответствующих частот генераторов 1 и 9 влияет на точность измерений.

При измерениях на каналах связи величина ФЧХ значительно превышает 2Я радиан, поэтому в качестве фазового дискриминатора 7 применяются блоки, способные измерять фазовый сдвиг в пределах

2Т. В качестве блока измерения и регистрации можно применить регистрируюmee устройство с выводом на цифропечать ипи графопостроитель.

Применение преобразования сигналов дискретных измерительных частот с переносом информации на одну частоту, временной и частотной синхронизации измерительных и управляющих частот на приеме и передаче, передачи измерительной и контрольной информации в виде со вокупного сигнала по обратному каналу измеряемого дуплексного канала связи позволяет решить задачу измерения относительной ФЧХ, а при определенном условии и абсолютной ФЧХ дуплексного канала связи, с большей скоростью и точностью, чем это позволяют сделать известные устройства.

Формула изобретения

Ь

1. Устройство для измерения фазочастотных характеристик четырехполюсников, содержащее генератор иэмерительныхчастот, первый и второй выходы которого соединены соответственно с первым и вторым входами первого смесителя, второй смеситель, один из входов которого соединен с выходом измеряемого четырехполюсника, амплитудный ограничитель, выход которого соединен с одним из входов фазового дискриминатора, который по

5

55 выходу присоединен к блоку индикации и регистрации, о .т и и ч а ю щ е е с я тем, что, с целью повышения точности и быстродействия, оно снабжено первым и вторым однопопосными модуляторами, блоком фазовой автоподстройки частоты, амплитудным детектором, генератором управляющих частот и амплитудным модулятором, причем выходы первого и второго смесителей соединены соответственно с первыми входами п.ервого и второго однопопосных модуляторов, вторые входы которых соединены соответственно с третьим и первым выходами генератора измерительных частот и генератора управляющих частот, а выходы подсоединены соответственно к второму входу фазового дискриминатора и первому входу амплитуд-. ного модулятора, второй вход которого соединен со вторым выходом и первым входом генератора управляющих частот, третий выход генератора управляющих частот подсоединен ко второму входу второго смесителя, выход амплитудного Модулятора через второй канал, измеряемого четырехполюсника соединен со входом амплитудного ограничителя и через амплитудный детектор с одним иэ входов блока фаэовой автоподстройки частоты и генератора измерительных частот, четвертый выход которого присоединен ко второму входу блока фазовой автоподстройки частоты, соединенного по выходу со вторым входом генератора измерительных частот.

2. Устройство по п. 1, о т л и ч аю щ е е с я тем, что в генератор измерительных частот и генератор управляемых частот, содержащие генератор фиксированной частоты, введены блок управления и синхронизации, управляемый делитель и делитель; причем один иэ входов управляемого делителя и делителя соединены с выходом блока управления и синхронизации, а вторые их входы присоединены к выходу генератора фиксированной частоты, вход блока управления и синхронизации является первым входом генератора измерительных и генератора управляющих частот, вход генератора фиксированных частот является вторым входом генератора измерительных частот, первый и второй выходы управляемого делителя и делителя генератора измерительных частот и соответственно первый и второй выходы делителя и первый выход управляемого делителя генератора управляющих частот являются первым, вторым, 691774

9 третьим и четвертым, а также первым, вторым и третьим выходами соответствующих генераторов.

Источники информ апии, принятые во внимание при экспертизе.

1. Авторское свидетельство СССР № 288141, кл. G 01 R 25/04, 1963, 2. Авторское свидетельство СССР

¹ 164074, кл. G 01 R 25/02, 1958

5 (прототип).

Составитель М. Барашков

Редактор Д. Мепуришвили ТехредЛ. Алферова Корректор Е. Лукач

Заказ 6207/35 Тираж 1090 Подписное

UHHHllH Государственного комитета СССР по делам изобретений и открытий

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

Филиал ППП Патент", г. Ужгород, ул. Проектная, 4