Измеритель фазовых флюктуацийпротяженных четырехполюсников

Союз Советских Социалистических РаЕНУбЛИКОПИСАНИЕИЗОБРЕТЕНИЯК АВТОРСКОМУ СВИ ЕТЕЛЬСТВУ ни 815674(22) Заявлено 120479 (21) 2750982/18-21с присоединением заявки Йо(23) Приоритет -Опубликовано 23,0381 Бюллетень И 911Дата опубликования описания 230381 Р 1 М 1( 3 С 01 й 25/00 Государственный комитет СССР по делам изобретений н открытий(,54) ИЗМЕРИТЕЛЬ ФАЗОВЫХ ФЛЮКТУАЦИЙ ПРОТЯЖЕННЫХ ЧЕТЫРЕХПОЛЮСНИКОВ Изобретение относится к фазовымизмерениям 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 протяженныхчетырехполюсников. Это устройствосодержит последовательно соединенные Фазовый детектор, фильтр нижнихчастот и кварцевый генератор, а также звуковой генератор, анализаторспектра, девиометр, измеритель индекса частотной модуляции и индикатор мощности флюктуаций Щ ,Недостатками изьырителя является то, что он работает лишь в об-.ласти частот, для которых выполнимыкварцевые генераторы, имеет низкуюточность измерения на высоких частотах, не позволяет измерять флюктациина концах заданного временного интервала.Известен измеритель для измерения фазовых флюктаций, содержащийпоследовательно соединенные основной и дополнительный фильтры и Фазовыйдетектор, один из входов которогоподключен к выходу основного фильтра, а также широкополосный фильтр исмеситель, входы которого соединенысоответственно со входом основногофильтра и выходом дополнительногоФильтра,а выход через щирокополосныйФильтр подсоединен к одному из входов фазового детектора 21.Недостаток такого устройства заключается в понижении точности измерения в диапазоне высоких частот (применение преобразователей частоты 15 не устраняет этот недостаток, таккак в результаты измерений вносятсясобственные Флюктации фазы гетеродина) и, кроме того, имеется конструктивная трудность реализации большой 20 временной задержки при широком спектре частот исследуемых флюктуаций. Наиболее близким по назначениюн технической сущности к предлагае чому изобретению является измерительфазовых флюктуаций протяженных четырехполюсников, содержащий генератор испытательного сигнала, исследуемый четырехполюсник и последовательно сое диненные фазовый детектор, фильтрнижних частот и генератор опорногосигнала 3,Однако использование этого устройства в диапазоне высоких частотзатруднено повышением погрешностиизмерения, обусловленной возрастаниемсобственных Флюктуаций высокочастотных кварцевых генераторов, а такжеконструктивной сложностью изготовления высокостабильных кварцевых генераторов в диапазоне частот свыше десятков,мегагерц. Кроме того, устройство не позволяет измерять Флюктациина концах заданного временного интервала, затруднена автоматизация измерений.Цель изобретения - повышение точности и автоматизации измерения.Поставленная цель достигается тем,что в измеритель Фазовых флюктуацийпротяженных четырехполюсников, содержащий генератор исследуемого сигнала, 29зажимы для подключения исследуемогочетырехполюсника и последовательносоединенные Фазовый детектор, фильтрнижних частот и генератор опорногосигнала, дополнительно введены двасинтезатора частоты, смеситель и узелобработки информации, причем выхододного из синтезаторов частоты подключен к генератору исследуемого сигнала, один из выходов этого синтезаторако входному зажиму исследуемого четырехполюсника, а другой выход - че-,рез вспомогательную линию связи кодному иэ входов Фазового детектора,вход второго синтезатора частотыподключен 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 входовузла обработки информации, при этом 40выходной зажим исследуемого четырехполюсника соединен со вторым входомсмесителя, выход которого подключенко второму входу узла обработки информации. 45Кроме того, узел обработки информации выполнен в виде последовательно соединенных "1 цифрового фазометраи блока цифровой задержки, а такжевычитателя, имеющего два входа, 50один из которых подключен к выходуцифрового фаэометра, а другой - квыфоду блока цифровой задержки и вычислительного блока, вход которогосоединен с вычитателемНа чертеже представлена структурная схема измерителя, фазовых флюктуаций четырехполюсников.В состав измерителя входят расположенные с обеих сторон исследуемогочетырехполюсника 1, генераторы 2 и 3 яисследуемого и опорного сигнала, синтезаторы 4 и 5 частоты, смеситель 6,фазовый детектор 7, вспомогательнаялиния 8 связи, фильтр 9 нижних час"тот, узел 10 обработки информации. у 5 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 держащий 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 ю" щ и й с я 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 соединен со вторым входом смесителя, 1выход которого подключен ко второму входу узла обработки информации.2. Измеритель по п.1, о т л и ч а ю щ н й 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. формула изобретения раж 732 Подписное илиал ППП "Патент",г.У ород,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 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 лее 1 кГц). В результате этого устройство позволяет решать актуальную в настоящее время задачу - измерять фазовые Флюхтуации протяженных четырехполюсников, например каналов 4 О связи, работающих в области высоких частот. 1. Измеритель Фазовых флюктуацийпротяженных четырехполюсников, соНИИПИ Заказ 1030/76 Источники информации,принятые во внимание при экспертизе1.Авторское свидетельство СССРР 552569, кл. 6 01 В 25/00, 1976.2. Авторское свидетельство СССР9 390464, кл, 6 01 В 25/00, 1969.3. Рекомендации МеждународногоКонсультативного Комитета по телефонии и телеграфии. Оранжевая книга,т.2, рекомендация 0.91.