Измеритель фазовых флюктуацийпротяженных четырехполюсников

Измеритель фазовых флюктуацийпротяженных четырехполюсников

Иллюстрации

Показать все

Реферат

 

Союз Советских

Социалистических

Республик

ОПИСАНИЕ

ИЗОБРЕТЕНИЯ

К АВТОРСКОМУ СВИ ЕТЕЛЬСТВУ

< 815674 (61) Дополнительное к авт. свид-ву— (22) Заявлено 120429 (21) 2750982/18-21 с присоединением заявки ¹ (23) Приоритет—

Опубликовано 230381, Бюллетень > 11

Дата опубликования описания 230381

@1 К 3

С 01 R 25/00

Государственный комитет

СССР по делам изобретений н открытий (53) УДК 621. 317..77(088.8) (72) Авторы изобретения

В.Л .Кофанов, С.A.Kóðêoâ и A.Ю.Степаненко

Винницкий политехнический институт (71) Заявитель (,54) ИЗМЕРИТЕЛЬ ФАЗОВЫХ ФЛЮКТУАЦИЙ

ПРОТЯЖЕННЫХ ЧЕТЫРЕХПОЛЮСНИКОВ

Изобретение относится к фазовым измерениям и может быть использовано в радиотехнике и связи для конт- . роля фазовых флюктуаций четырехполюсников, особенно с территориально разнесенными входом и выходом, например каналов связи.

Известен измеритель фазовых флюк.таций, который используется в условиях отсутствия опорного сигнала, т.е. для исследования протяженных четырехполюсников. Это устройство содержит последовательно соединенные фазовый детектор, фильтр нижних частот и кварцевый генератор, а также звуковой генератор, анализатор спектра, девиометр, измеритель индекса частотной модуляции и индикатор мощности флюктуаций 11 .

Недостатками изьырителя является то, что он работает лишь в об-. ласти частот, для которых выполнимы кварцевые генераторы, имеет низкую точность измерения на высоких частотах, не позволяет измерять флюктации на концах заданного временного интервала.

Известен измеритель для измерения фазовых флюктаций, содержащий последовательно соединенные основной и дополнительный фильтры и Фазовый детектор, один из входов которого подключен к выходу основного фильтра, а также широкополосный фильтр и смеситель, входы которого соединены соответственно со входом основного фильтра и выходом дополнительного фильтра,а выход через щирокополосный фильтр подсоединен к одному из входов фазового детектора P).

Недостаток такого устройства заключается в понижении точности измерения в диапазоне высоких частот (применение преобразователей частоты

15 не устраняет этот недостаток, так как в результаты измерений вносятся собственные флюктации фазы гетеродина) и, кроме того, имеется конструктивная трудность реализации большой

20 временной задержки при широком спектре частот исследуемых флюктуаций.

Наиболее близким по назначению н технической сущности к предлагаелз чому изобретению является измеритель разовых флюктуаций протяженных четырехполюсников, содержащий генератор испытательного сигнала, исследуемый четырехполюсник и последовательно сое3(. диненные фазовый детектор, фильтр

815674 нижних частот и генератор опорного сигнала (3) .

Однако использование этого устройства в диапазоне высоких частот

-=затруднено повышением погрешности измерения, обусловленной возрастанием собственных флюктуаций высокочастотных кварцевых генераторов, а также конструктивной сложностью изготовления высокостабильных кварцевых генераторов в диапазоне частот свыше десятков,мегагерц. Кроме того, устройство не позволяет измерять флюктации на концах заданного временного интервала, затруднена автоматизация измерений.

Цель изобретения — повышение точ- 15 ности и автоматизации измерения.

Поставленная цель достигается тем, что в измеритель фазовых флюктуаций протяженных четырехполюсников, содержащий генератор исследуемого сигнала, Щ зажимы для подключения исследуемого четырехполюсника и последовательно соединенные фазовый детектор, фильтр нижних частот и генератор опорного сигнала, дополнительно введены два синтезатора частоты, смеситель и узел обработки информации, причем выход одного из синтезаторов частоты подключен к генератору исследуемого сигнала, один из выходов этого синтезатора ко входному зажиму исследуемого четырехполюсника, а другой выход — че-, рез вспомогательную линию связи к одному иэ входов фазового детектора, вход второго синтезатора частоты подключен к генератору опорного сигнала, один иэ выходов этого синтезатора — к одному из входов смесителя, а другой выход — ко второму входу фазового детектора и к одному из входов узла обработки информации, при этом 40 выходной зажим исследуемого четырехполюсника соединен со вторым входом смесителя, выход которого подключен ко второму входу узла обработки информации. 45

Кроме того, узел обработки информации выполнен в виде последовательно соединенных " цифрового фазометра и блока цифровой задержки, а также вычитателя, имеющего два входа, 50 один из которых подключен к выходу цифрового фаэометра, а другой — к выфоду блока цифровой задержки и вычислительного блока, вход которого соединен с вычитателем..

На чертеже представлена структурная схема измерителя, фазовых флюктуаций четырехполюсников.

В состав измерителя входят расположенные с обеих сторон исследуемого четырехполюсника 1, генераторы 2 и 3 фф исследуемого и опорного сигнала, син тезаторы 4 и 5 частоты, смеситель 6, фазовый детектор 7, вспомогательная линия 8 связи, фильтр 9 нижних частот, узел 10 обработки информации. у

Узел 10 включает в себя цифровой фазометр 11, блок 12 цифровой задержки, вычитатель 13, а также вычислительный блок 14.

Работает измеритель следующим образом.

От эталонных, например кварцевых генераторов 2 и 3 в синтезаторах 4 и 5 частоты формируют колебания испытательной и опорной частоты, отличающиеся на достаточно низкую промежуточную частоту, напряжение на которой удобно передавать по всмомогательной линии 8 связи и несложно формировать в упомянутых синтезаторах.

При прохождении исследуемого четырехполюсника 1 фаза испытетельного сигнала получает случайные приращения, которые необходимо измерить. Для этого осуществляют фазирование генераторов

2 и 3 с помощью системы ФАПЧ. На входы фазового детектора 7 подаются сигналы, частота которых равна промежуточной частоте, от синтезатора 5 частоты непосредственно и от синтезатора

4 частоты через вспомогательную линию

8 связи, например кабель. Для подавления фазовых флюктуаций вспомогательной линии 8 связи системой ФАПЧ, сигнал ошибки с выхода фазового детектора 7 подводят к управляющему входу генератора 3 через фильтр 9, граничная частота которого выбирается ниже минимальной частоты спектра флюктуаций вспомогательной линии 8 связи.

Таким образом, приращения разности фаз между сигналами, поступающими на входы узла 10, оказываются равными исследуемым флюктуациям с точностью до собственной нестабильности генераторов 2,3 и синтезаторов 4 и,5 частоты. В .узле 10 осуществляется вычисление требуемых параметров фазовых флюктуаций исследуемого четырехполюсника, например вычисление среднеквадратического значения флюктуаций на концах временного интервала. Для этого в цифровом фазометре 11 осуществляется при необходимости перенос измерений на низкую промежуточную частоту фаэометра и измерение мгновенных значений фазовых флюктуаций методом дискретизации во времени с шагом, соответствующим периоду промежуточной частоты фаэометра. С выхода цифрового фазометра 11 информация о мгновенном значении фазовых флюктуаций в виде цифрового кода подается в блок 12, представляющий собой, например сдвигающий регистр. Задержанный на заданное время в блоке 12 и исходный коды подаются на входы вычитателя 13, где определяется их разность, которая в вычислительном блоке 14 обрабатывается по принятому алгоритму для получения требуемых параметров, например среднеквадратического значения флюктуаций на концах временного интер815674

Формула изобретения

ВНИИПИ Заказ 1030/76 тираж 732 Подписное

Филиал ППП "Патент",г.ужгород,ул.Проектная,4 вала и индицируется или передается для ввода в ЦВМ.

Поскольку сигналы эталонных генераторов 2,3 выбирают в области частот, в которой обеспечивается наилучшая их стабильность, а синтезаторы

4 и 5 частоты, выполняют со среднеквадратическим значением собственных флюктуаций такого же порядка, как и флюктуации стандартов частоты, то этим достигается. повышение точности измерения и расширение области рабо- © чих частот в сторону увеличения. Отсутствие необходимости производить установку нуля, калибровку и другие операции во время измерений, а также цифровая обработка информации обе- )5 спечивает автоматизацию процесса измерений и цифровой отсчет выходных данных.

Предлагаемый измеритель фазовых флюктуаций протяженных четырехполюсников отличается от известных высокой точностью при расширении диапазона рабочих частот в сторону увеличения.

Синтез испытательной и опорной частот из сигналов эталонных генераторов и фазирование последних с помощью инерционной системы ФАПЧ позволяет отслеживать измеряемые флюктуации с точностью до десятых долей градуса в диапазоне рабочих частот не ниже десятков мегагерц. Введение, 30 цифровой задержки дает возможность измерять относительные флюктуации на концах больших временных интервалов (не менее 1 с) при широком спектре частот измеряемых флюктуаций (бо- 35 лее 1 кГц). В результате этого устройство позволяет решать актуальную в настоящее время задачу — измерять фазовые флюктуации протяженных четырехполюсников, например каналов 4р связи, работающих в области высоких частот.

1. Измеритель фазовых флюктуаций протяженных четырехполюсников, содержащий генератор исследуемого сигнала, зажимы для подключения исследуемого четырехполюсника и последовательно соединенные фазовый детектор, фильтр нижних .частот и генератор опорного сигнала, о т л и ч а юшийся тем,,что, с целью повышения точности и автоматизации измерения, дополнительно введены два синтезатора частоты,смеситель и узел обработ" ки информации, причем вход одного из синтезаторов частоты подключен к генератору исследуемого сигнала, один из выходов этого синтезатора— к входному зажиму исследуемого четырехполюсника, а другой выход— через вспомогательную линию связи к одному из входов фазового детектора, вход второго синтезатора частоты подключен к генератору опорного сигнала, один нз выходов этого синтезатора — к одному иэ входов смесителя, а другой выход — ко второму входу фазового детектора и к одному из входов узла обработки информации, при этом выходной зажим исследуемого четырехполюсника сое1 динен со вторым входом смесителя, 1 выход которого подключен ко второму входу узла обработки информации.

2. Измеритель по п.1, о т л и ч а ю щ н и с я тем, что, узел обработки информации выполнен в виде последовательно соединенных цифрового фазометра и блока цифровой задержки, а также вычитателя, один иэ входов которого подключен к выходу цифрового фазометра, а другой — к выходу блока цифровой задержки, и вычислительного блока, вход которого соединен с вычитателем.

Источники информации, принятые во внимание при экспертизе

1.Авторское свидетельство СССР

Р 552569, кл. G 01 R 25/00, 1976.

2. Авторское свидетельство СССР

9 390464, кл. G 01 R 25/00, 1969.

3. Рекомендации Международного

Консультативного Комитета по телефонии и телеграфии. Оранжевая книга, т.2, рекомендация 0.91.