Способ определения группового времени запаздывания

СОЮЗ СОВЕТСНИХСОЦИАЛИСТИЧЕСКИХРЕСПУБЛИК 01 В 25 0 ЕТЕЛЬ ТОРСНОМ льным а. И.: ех ГОСУДАРСТ 8 ЕННЫЙ НОМИТЕТ СССРПО ДЕЛАМ ИЗОБРЕТЕНИЙ И ОТКРЫТИЙОПИСАНИЕ ИЗО(71 ) Новосибирский электротехничинститут связи им. Н,Д. Псурцев(56) Справочник по радиоизмеритприборам./ Под ред. В,С. НасоноСов. радио, 1977, с. 10-15.Кушнир Ф.В. и др. Измерениянике связи. Изд-во"Связь", 1976,с. 104-106,(54) СПОСОБ ОПРЕДЕЛЕНИЯ ГРУППОВОГОВРЕМЕНИ ЗАПАЗДЫВАНИЯ(57) Изобретение относится к радиоизмерительной технике и может бытьиспользовано при измерении проходных ЕТЕНИЯ ву"ф параметров взаимных устройств. В датчиках создают интерференцию волн иопределяют фазовый сдвиг между ихсигналами, Одновременно задерживаютсигналы на частотах Р и Р, создаютинтерференцию между задержанными иопорными сигналами. Определяют фазовый сдвиг между сигналами датчикови измеряют приращение фазового сдвигамежду сигналами на частотах У и РВ описании представлена формула, определяющая время группового запаздывания. Устройство, реализующее способ, содержит исследуемый объект,измерительные секции 2 и 3 генераторов СВЧ 4 и 5, опорный генератор 6,измерители 7 и 8 амплитудных отноше-ний сигналов и ЭВИ 9 для обработкирезультатов измерений.ил.1 12Изобретение относится к радиоизме-рительной технике и может быть использовано при измерении проходныхпараметров взаимных устройств.Цель изобретения - повышение точ"1ности измерения.Цель достигается тем, что на час. тотах Р, и Р создают интерференциюволн в датчиках; определяют фазовыйсдвиг между сигналами датчиков; одновременно задерживают взаимно сигналы;создают интерференцию между задержанными.и незадержанными сигналами; определяют фазовыйсдвиг между сигналами датчиков.На чертеже изображена структурнаясхема устройства, реализующего способизмерения группового времени эапаз"дывания.Устройство, реализующее предлагае"мый способ, состоит из исследуемогообъекта 1, подключенного к измерительным секциям 2 и 3 генераторовСВЧ 4 и 5, синхронизируемых опорнымгенератором 6, измерителей 7 и 8 амплитудных отношений сигналов, работакоторых синхрониэнруется опорным генератором 6 и ЭВИ 9 для обработкирезультатов измерения,Схему устройства можно реализовать, используя серийные приборы.Опорным генератором 6 может служитьлюбой стандарт частоты или синтезатор частоты. Генераторами СВЧ 4 и 5являются серийные генераторы, имеющие вход по ФАПЧ, В качестве измерительных секций 2 и 3 можно испольэовать измерительную линию. Измерительные секции - измерители 2 и 3 амплиТудных отношений состоят иэ вольт- .метров и ключевых устройств.Способ для измерения групповоговремени запаздывания заключается вследующем.Частоты генераторов 4 н 5 являются когерентными и смещенными. Сигна-,лы, подаваемые непосредственно в измерительные секции 2 и 3 являютсяопорными, а зти же сигналы, прошедшие через измеряемый четырехполюсники поступившие в секции 3 и 2, являются измерительными, так как их модули и фазы изменяются в соответст"вии с коэффициентом передачи измеряемого устройства. Опорные и измерительные сигналы создают в измерительных секциях 2 и 3 интерференционную картину. Стоячие волны, образующиеся в результате интерферен",15 О 51 2,цин когерентных сигналов, непрерыв- .но смещаются относительно плоскостейзондов связей в датчиках. Измерителями 7 н 8 амплитудных отношенийизмеряют амплитуды стоячих волн вмоменты времени, когда приходят синхроимпульсы, подаваемые с опорногогенератора б. Количество измеренныхзначений амплитуд стоячей волны эаее период, равный периоду разностной частоты сигналов генераторов 4и 5, определяется требованиями,предъявляемыми к точности измерения,и техническими возможностями реализуемой.схемы измерения. Таким образом, через отношение измеренных значений амплитуд стоячей волны определяются фазы коэффициентов передачис той и другой стороны. Перед вклю чением исследуемого объекта 1 производится калибровка измерительнойсистемы и измеренные значения фаззапоминаются в ЭВИ 9. После включения измеряемого устройства снова 25 определяются значения фаз. Прн этомфазы коэффициентов передачи определяются одновременно на двух частотах Р, и Р . Время группового эапаэрывания определяется через отношениеразности фаз к разности угловых частот генераторов 4 и 5, Например, комплексные сигналы с генератора 4,1 я,Ф. г15, Е 1, с генератора 5 11 е 1после прохождения через исследуемое 35устройство изменяются по модулю и фа.зе, принимая вид Кд а 1и К б еа 1где К =К,е ф и К =К е 1 фф - комплексные коэффициенты передачи на частотахч и ч . На входе и выходе исследуемого. устройства;суммы пар,сигналовО,е 1 , +К б е ф и О е +е .,яе2 щК,11, еобразуют стоячие волны,смещающиеся относительно плоскостизондов связи с угловой частотой Я = 45Ц,- 6 Р, Измерителем 7 амплитудных отношений измеряется сигнал, фаза кото.рого пропорциональна коэффициентупередачи на частоте и, измеритель 8амплитудных отношений измеряет сиг.нал, Фаза которого пропорциональнакоэффициенту передачи на частоте я .Таким образом, произведя ряд калибровочных измерений беэ исследуемого че"тырехполюсника и измерения с исследуемым четырехполюсником, можно определить фазовые сдвиги на частотах ци я создаваемые исследуемым устройством. Разность частот можно регулировать в пределах до долей Гц. Под12 Ъ5 ГГ 5 ф51 Р 45 50 ВНИИПИ Заказ 903/53 Тираж 730 Подписное филиал ППП "Патент", гужгород, ул. Проектная, 4 твердим достоверность повышения точ-ности измерения. При измерении Фазы"по точкам" в результат измерениявходят погрешности измерения, вызван.ные изменением геометрических размеров гибких коаксиальных кабелей иливолноводов. Возникающие при этомпогрешности относятся к дополнительным погрешностям из-за рассогласова-,ния, которые возрастают с ростом частоты. КоэФфициенты отражения гибкихволноводов со стороны исследуемогоустройства определяются по известному соотношению 4где Б , Б - комплексный коэффициент отражения разъема гибкого волновода;Б - комплексный коэффициент пе.Юредачи гибкого волновода;Г - комплексный коэффициент отРражения измерительных секций.При изгибе гибкого волновода изменяется модуль и фаза коэффициентаФ о передачи Б; . Например, при.ьс =.1,5 для каждого гибкого волновода, а их два, при методе измерения по точкам эта погрешность прн самом неблагоприятном варианте может накопиться и составит ь(,,1,5 2"4=12 (с учетом калибровок и измерений).В предлагаемом способе данная погрешность не входит в результат измерений, так как частоты Р, и У отличаются между собой не более, чем на 100 Гц н, следовательно, фазовые искажения на частотах У и Р можно считать одинаковыми. При определении ГВЗ ц,ч,)ьЧД-Ч,(ц,) ф щЦ 1чм)-ю,(ц )Я,-Я4и фазовые искажения взаимно исключаются.Стандартные измерительные приборы, применяемые при измерениях, имеют собственный дрейф нуля, который 1 15051 4при длительных измерениях входит. какпогрешность в результат измерения.Но так как время сокращается иэ-засокращения измерительных операций,следовательно, уменьшается погрешность измерения, вызванная временнойнестабильностью измерительных приборов.Отсюда следует, что измерение 1 О группового времени запаздывания, основанного на измерении фазового сдвига между опорньи и измерительным сигналами, когда одновременно задерживают оигналы на частотах Р и У 15 создают интерференцию между задержан.ными и опорными (незадержанньаки) сигналами, позволяет повысить точностьизмерения за счет сокращения времени измерения и исключения погрешнос ти измерения, обусловленной изгибомгибкого волноводиого тракта. Частотный диапазон практического ограничения не имеет. Систематические погрешности СВЧ измерительных секций могут 25 быть исключены из результата измерений специальной калибровкой. Формула изобретения Способ определения группового времени запаздывания, основанный на измерении фазового сдвига между опорным и измерительньач сигналами, о тл и ч а ю щ и й с я тем, что, с целью повьвения точности измерения, одновременно задерживают сигналы на частотах Р, и Р, создают ннтерфе" ренцию между задержанными и опорньии (неэадержанными) сигналами и измеря ют приращение фазового сдвига междусигналами на частотах Р и Р, а время группового запаздывания определяют по формуле ч М)-ч,йа.)где 1 . - время группового запаздывания сигнала;- фазовые сдвиги междусигналами;ИЯ - круговая частота первого и второго сигналовна частотах , и Г .