Способ осциллографического измерения фазочастотных характеристик

164 О 74 Союз Советских6 яциалистическихРеспублик Кл, 21 е, 36 р 3 Зависимое от авт, свидетельства5/26-1 Заявлено 26,1.1963 ( 8158с присоединением заявки КПриоритет МПК 6 01 г Государственныйкомитет по деламизобретенийи открытий СССР юллетень1я 16.1 Х.1964 Опубликовано ЗОХ 11.1964, Лата опубликования описа Авторыизобретения: ВСЕ 1.Л,:,. Г. лн,"," ",1",::Л. 3, Стрижевский и К. нко Заявитель: ПОСОБ ОСЦИЛЛОГРАФИЧЕСКОГО ИЗМЕРЕНИ ФАЗОЧАСТОТНЬХ ХАРАКТЕРИСТИК2 одпасная группа 79 Известные способы осциллографического измерения частотных характеристик группового времени запаздывания, позволяющие судить и о фазочастотной характеристике, основаны на измерении изменений фазы гармонического сигнала, переданного путем амплитудной или частотной модуляции качающихся по частоте колебаний при прохождении их через исследуемый четырехполюсник. Из-за модуляции качающегося по частоте испытательного сигнала измерение указанных характеристик производится не чистой спектральной линией, а полосой частот, равной двойной величине частоты модуляции. Применение модуляции делает невозможным измерение характеристик начиная с нулевых частот и внутри узкополосных фильтров, если полоса пропускаиия последних соизмерима с двойной величиной применяемой частоты модуляции. При существующих способах измерения неизбежны искажения, вызываемые нелинейными искажениями самого испытательного сигнала и исследуемого четырехполюсника,В предлагаемом спосоое осциллографического измерения фазочастотиых характеристик, используются немодулированные колебания качающейся частоты, Для замера фазочастотных характеристик чистой спектральной линией, расширения диапазона измерения до нулевых частот и устранения влияния нелинейных искажений испытательный сигнал качающейся частоты, снимаемый с выхода исследуемого четырехполюсника, преобразуют ВЧ- генератором качающейся частоты в сигнал 5 фиксированной частоты, модулированный по, фазе в соответствии с измеряемой фазочастотной характеристикой, Гармоники испытательного сигнала подавляют резонансным фильтром, а амплитудную модуляцию устра няют ограничителем и далее, путем сравненияфаз преобразованного сигнала и сигнала ВЧ- генератора фиксированной частоты, выделяют напряжение, пропорциональное фазовому сдвигу, вносимому измеряемым четырехполю сником между входным и выходным напряжениями качающейся частоты, и подают на осциллограф.На чертеже дана блок-схема устройствадля осуществления предлагаемого способа.20 Испытательный сигнал качающейся частоты получается путем выделения сигнала разностной частотыдвух ВЧ-генераторов 1 и 2 с фиксированной в и качающейся о(1) частотами. От смесителя 3 через фильтр 4 нижних 25 частот испытательный сигнал частоты Й(1) == ж - а (1) подается на исследуемый четырехполюсник 5, где модулируется по амплитуде и фазе, в зависимости от мгновенной частоты испытательного сигнала, в соответствии с ам плитудио-частотиой и фазочастотной (Й)характеристиками этого четырехполюсппка.С выхода четырехполюсника 5 испьгтательный сигнал подается на смеситель б, куда подается и сигнал а(1) ВЧ-генератора качающейся частоты, На выходе смесителя б образуются комбинационные частоты. С помощьо резонансного фильтра 7 выделяется составляющая комбинационной частоты а+Я, образованная основной частотной составляющей испытательного сигнала на выходе четырехполюсника й(1)+уУ(1 и сигналом качающейся частоты о(1), т. е. о(1)-,-Й(1) +ЧИ(1)1=а+айй(1). Эта составляющая модулирована по амплитуде, так же как основная составляющая испытательного сигнала Й(Е), в соответствии с формой амплитудно-частотной характеристики исследуемого четырехполюсника и по фазе - в соответствии с формой его фазочастотной характеристики. Амплитудная модуляция подавляется ограничителем 8. Таким образом, на выходе ограничителя 8 выделяется сигнал частоты в+фЙ(1) неизменной амплитуды, т. е. сигнал, отличающийся от сигнала ВЧ-генератора фиксированной частоты к наличием фазовой модуляции, закон которой соответствует форме фазочастотной характеристики исследуемого четырехполюсника. Полученный сигнал подается на фазовый дискриминатор 9, где сравнивается по фазе с сигналом о ВЧ-генератора фиксированной частоты. Напряжение на выходе дискриминатора в каждый момент времени пропорционально разности фаз двух напряжении а и о+Я(1), т. е. 0 .:фО(1. Сигнал У,. с фазового дискриминатора 9 подается в цепь вертикального отклонения осциллографа 10. Осуществив синхронно качание частоты ВЧ-генератора качающийся частоты а(1) и горизонтальную развертку осциллографа 10, на экране последнего получим измеряемую фззочастотную характеристику.По форме фазочастотной характеристики трудно судить о неравномерности фазового сдвига на той или иной частоте. Для удобства отсчета можно напряжение УвиА: ЧФ1 сложить с противофазным пилообразнгям напряжением от генератора развертки 11. При соответствующей величине пилообразного напряжения на выходе сумматора 12 может быть получено напряжение, пропорциональное величине неравномерности фазочастотпой характеристики измеряемого четырехполюсника. Через переключатель 18 с выхода сумматора это напряжение может быть подано на осциллограф 10. Поскольку частотная характеристика группового времени запаздыванияможет быть получена путем дифференцирования фазочастотной характеристики, то иродифференцировав напряжение Ь., получим5 напряжение, пропорциональное частотной характеристике группового времени запаздывания, Если с выхода дифференцирующего устройства 14 подать это напряжение в цепь вертикального отклонения того же осциллогра 10 фа 10, то на экране последнего получим измеряемую частотную характеристику группового времени запаздывания.По предлагаемому способу при измерениииспользуются не модулированные колебания15 качающейся частоты, а их гармоники, имеющиеся на выходе датчика испытательного сигнала и возникающие в исследуемом четырехполюснике из-за его нелинейных искажений,что позволяет измерение фазочастотных ха 20 рактеристик или частотных характеристикгруппового времени запаздывания производить чистой спектральной линией. Таким образом повышается точность измерений и становится возможным измерение этих характери 25 стик начиная с нулевых частот и внутри узкополосных фильтров,Предмет изобретения30Способ осциллографического измерения фазочастотных характеристик, основанный на использовании немодулированных колебаний качающейся частоты, о т л и ч а ю щ и й с я тем, 35 что, с целью обеспечения замера фазочастотных характеристик чистой спектральной линией, расширения диапазона измерения до нулевых частот и устранения влияния нелинейных искажений, испытательный сигнал качаю щейся частоты, снимаемый с выхода исследуемого четырехполюсника, преобразуют ВЧ-генератором качающейся частоты в сигнал фиксированной частоты, модулированный по фазе в соответствии с измеряемой фазочастот ной характеристикой, при этом гармоники испытательного сигнала подавляют резонансным фильтром, а амплитудную модуляцию устраняют ограничителем и далее, путем сравнения фаз преобразованного сигнала и сигна ла ВЧ-генератора фиксированной. частоты, выделяют напряжение, пропорциональное фазовому сдвигу, вносимому измеряемым четырехполюсником между входным и выходным напряжениями качающейся частоты, и подают на 55 осциллограф,164074 оставитель Г.еренко Редактор Н. С. Коган Техред Т. П. Курилко Корректор Т. В. Мулл аказ 22 б 8/10 Тираж 1200 Формат бум бОХ 90/в Объем 0,24 изд. л. Цена 5 ко ЦНИИПИ Государственного комитета по делам изобретений и открмгий СССР Москва, Центр, пр. Серова, д. 4ипография, пр, Сапунова, 2