Способ измерения группового времени запаздывания четырехполюсников и устройство для его осуществления

и 1),645 ОПИСАН И Е ИЗОБРЕТЕНИЯ Своз Советских Социалистических Республикт тф 1 полнительное к авт. свид-ву 22) Заявлено 08,06,76 (21) 2370077/18-2 Кл е6 04 Г 10/0 оединением за сударственнмй комы(088,8) убликовано 30.01.79. Бюллетень4 та опубликования описания 30.01.79 м изобретеии ткрытий я 5)(54) СПОСОБ ИЗМЕРЕНИЯ ГРУППОВОГО ВРЕМЕНИАПАЗДЫВАНИЯ ЧЕТЫРЕХПОЛ 1 ОСНИКОВ И УСТРОЙС ДЛЯ ЕГО ОСУЩЕСТВЛЕНИЯ стигается тем, что в ппового времени залюсников, включаюИзобретение 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 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 являет ся узкий диапазон измеряемых значений времени запаздывания - в пределах периода собственных колебаний автогенератора.Известен также способ измерения группового времени запаздывания четырехпо люсников путем измерения изменения ча- стоты модуляции колебаний автогенератора от внешнего модулирующего сигнала, которым воздействуют на автогенератор, При этом частоту модуляции этого сигнала 30 2фиксируют в момент совпадения ее с величиной, равной разности двух соседних собственных частот колебаний автогенератора до и после введения обьекта 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 и 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 доспособе измерения групаздывания четырехпо645122 щем 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, в гедены нелинейный элемент с падающим участком амплитудной характеристики, детектор 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 А на входе нелинейного элемента 4, обеспечивают работу этого элемента на падающем участке амплитудной характеристики (фиг. 2). При выполнении условия где К - коэффициент передачи цепиобратной связи автогенератора без нелинейного элемента;. Р(А) - амплитуда сигнала на выходенелинейного элемента,происходит нелинейное преобразование сигнала, циркулирующего в цепи обратнойсвязи, благодаря чему в автогенераторе устанавливается режим генерации модулированных по амплитуде колебаний (автомодуляция).На фиг. 2 стрелками обозначен процессустановления автомодулированных колебаний от обхода к обходу по кольцу обратнойсвязи. Период автомодуляции зависит отвида нелинейного элемента и, в частности,в случае использования ЛБВ равен удвоенному значению группового времени запаздывания цепи обратной связи автогенератора. С помощью детектора 6 и частотомера 7 измеряют частоту автомодуляции колебаний автогенератора с измеряемым четырехполюсником 5 и без него и по полученным данным определяют групповое вре мя запаздывания по формуле= (, .)где Т - групповое время запаздывания из меряемого четырехполюсника;1 О - частота автомодуляции колебанийавтогенератора без измеряемого четырехполюсника;- частота автомодуляции колебаний 15 автогенератора с измеряемым четырехполк)сником;г - целочисленный коэффициент, зависящий от вида нелинейного элемента (в частности, при использо вании Л БВ гг = 2) .По предлагаемому способу было измерено групповое время запаздывания различных элементов коаксиального тракта (отрезки линий передачи, ферритовые венти ли, фильтры и др.) с разными величинамигруппового времени запаздывания (Т -0,1 нсек и Т 1 мсек,). В качестве широкополосного усилителя и нелинейного элемента использовались ЛБВ сантиметрового 30 диапазона,Измерения показали, что случайнаяошибка определяется нестабильностями в цепях питания ЛБВ и составляет величину порядка 0,01 нсек как для малых, так и для З 5 больших значений группового времени запаздывания. Систематическая ошибка определяется зависимостью группового времени запаздывания ЛБВ от амплитуды автомодуляции и может быть максимально 40 уменьшена путем контроля за амплитудойи подбором оптимального напряжения замедляющей системы ЛБВ. 45 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 усилитель, 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 ответвиРедактор Н. Суханова Корректор Е, Хмелева Заказ 2635/10 Изд.149 Тираж 520 ПодписноеНПО Поиск Государственного комитета СССР по делам изобретений и открытий113035, Москва, Ж, 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 СССР113565, кл. 6 04 Р 11/08, 08,09.56. 5 2. Авторское свидетельство СССР169146, кл. О 04 Р 11/08, 16.03.64.