Устройство для определения среднеквадратичного отклонения флюктуации фазы

) 601 и ОПИСАНИЕ ИЗОБРЕТЕНИН дайСМ ВЮРВЛЬСТВУ)т. ХЧ. Изд-во1970.Фство СССР5/00, 978. ОСУДАРСТВЕННЫЙ КОМИТЕТ СС ДЕЛАМ ИЗОБРЕТЕНИЙ И ОТКР(54)(57) УСТРОЙСТВО ДЛЯ ОПРЕДЕЛЕНИЯСРЕДНЕКВАДРАТИЧНОГО ОТКЛОНЕНИЯ ФЛЮКТУАЦИИ ФАЗЫ, содерхащее усилительограничитель, три элемента совпадения, генератор, триггер, счетчик ииндикатор, причем первые входы.первого и второго элементов совпаденияобъединены и подключены к выходутриггера, второй вход третьего элемента совпадения соединен с выходомусилителя-ограничителя, второй входвторого элемента соединен с выходомгенератора, а его выход через счетчикс выходом .нулевой установки триггера, о т л и ч а ю щ е е с я тем, что, с целью повышения точностионо снабхено дополнительно вторым и третьим счетчиками, блоком задераки и вторым триггером, причем . вход единичной установки второго триггера соединен с пусковым входом устройства, а выход - с первым входом третьего элемента совпадения, выход которого соединен с входом вто рого счетчике, промеауточный выход второго счетчика через блок задержки соединен с входом единичной установки первого триггера, а выход с входом нулевой установки второго триггера, третий вход первого элемента совпадения соединен с выходом ге,нератора, а выход - с входом третьего счетчика, выходы которого соединены с входами индикатора, при этом второй вход первого элемента ,совпадения соединен с выходом усилителя"ограничителя.1 11632изобретение относится к измерительной технике и может быть исполь. зовано в фазовой радиотехнике.Цель изобретения - повышение точ/ности за счет введЕния в устройство дополнительных элементов и связей, обеспечиващцих формирование сигна-, лов, длительности которых определяются величиной флюктуации фазы и значительно превосходят длительности сиг- О налов в .известных устройствах. При измерении сформированных сигналов инструмЕнтальные ошибки приведут к незначительным погрешностям при определении среднеквадратичного откло ,нения флюктуации фазы.На фиг.1 приведена структурная схема устройства для определения среднеквадратичного отклонения флюктуации фазы, на фиг,2 - схема блока задержки.Устройство содержит триггер 1, выход которого соединен с первым входом элемента 2 совпадения, второй вход оторг соединен с выхо дом усилителя-ограничителя 3, а выход - с входом счетчика 4. Выход счетчика 4 соединен с входом нулевой установки триггера 1, а промежуточный выход счетчика 4 через блок 5 задержки - с входом единичной установки триггера 6. Выход триггера 6 соединен с первыми входами элементов 7 и 8 совпадения. Второй вход элемента 8 совпадения соединен с выходом усилителя-ограничителя 3, а его третий вход объединен с вторым входом элемента 7 совпадения и соединен с выходом генератора 9. Выход элемента 7 совпадения через счетчик 10 соединен с входом нулевой установки триггера 6, Выход элемента 8 совпадения соединен с входом счетчика 1, выходы которого соединены с входами индикатора 12, Счетчик 4 состоит из двух счетчиков и формирователя импульсов, Вход формирователя импульсов соединен с выходом первого счетчика, а его выход - с входом второго счетчика, выход которого является выходом . фО счетчика 4. Промежуточным выходом счетчика 4 является выход формирова" теля импульсов. Блок 5 задержки 1,фиг.2 ) состоит из триггера 3,/ схе мы 14 совпадения, генератора 15 вы- зз сохой частоты и счетчика 16. Счетчик 1 состоит из последовательно соединенных десятичных счетчиков. 79 2 Индикатор 12 состоит из дешифраторов; число которых равно числу десятичных счетчиков, входящих в счетчик 11, и такого же числа лампочек индикации. Выходы каждого дешифратора соединены с выходами соответствующего десятичного счетчика, а выходы - с входами индикаторов. Устройство работает следующим образом.Измеряемый сигнал поступает на вход усилителя-ограничителя 3 и с его выхода - на вход элементов 2 и 8 совпадения. Перед началом измерения триггеры 1 и 6 находятся в нулевом состоянии, низкие потенциалы с них поступают на элементы 2 и 8 совпадения, и сигналы на выход элементовсовпадения не проходят, Счетчики 4,10 и 11 обнулены, Измерение начинается при поступлении пускового импульса на вход едиичной установки триггера 1, Высокий потенциал с триггера 1 поступает на элемент 2 совпадения и измеряемый сигнал с его выхода поступает на вход счетчика 4. С промежуточного вькода счетчика 4 на вход блока 5 задержки поступают импульсы, совпадаощие с задними фронтами измеряемого сигнала. Период следования импульсов близок к интервалу корреляции фазовых флюктуаций С.При поступлении на вход блока 5 задержкивход единичной установки триггера 13 )импульса, триггер 13 переходит в единичное состояние и высокий потенциал с его выхода поступает на схему 14 совпадения.Импульсы высокой частоты с генератора 15 начинаот поступать на вход счетчика 16. При переполнении счетчика 16 импульс с его выхода задержанный относительно входного на интервал Тзи кратный периоду частоты принимаемого сигнала, поступает на вход нулевой установки триггера 13 и на выход блока 5. Триггер 16 устанавливается в нулевое состояние и низкий потенциал с его выхода запрещает прохождение импульсов высокой частоты через схему 14 совпадения. Величина интервала за-,держки определяется периодом импульсов высокой частоты и емкостьюсчетчика 16, С выхода блока 5 задержки импульсы поступают на входединичной установки триггера 6. Высокий потенциал с тригера 6 поступает на элементы 7 и 8 совпадения,4 а1гладь где а - отношение сигнал/шуммаемой смеси;Е - номинальная частотамаемого сигнала;й 1 нормированное значенЯ(реляционной функциилосного шума при интравном номинальнойности полупериода.т К производитсядующей фбрмуле:зп(уд Е л )й( )соз (2 УЕ )УдЕтгде дЕ- ширина спектра принисигнала смеси.Величина флюктуации фазы 6си сигнал/шум рассчитываетсядующей формуле: и прини ие кор узкопо ервале длитель по сле Расче маемоге для смепо сле 40сУПусть Е= 1 О кГц и АЕ 1 О Гц.;Тогда при а = 3 имеем 6 -0 33 (рада 6 Ф 0,005 мкс, а при с 1 щ 2, 45 фф 0,5 рад,. Ь Ф 0,0075 мкс.В известном устройстве.для определения величины Ь осуществляется изменение малых интервалов (их длительности определяются отклонениями 50 .полупериодов принимаемого сигналаот номинальной длительности напуйшриода ) длительности которых близкик 4, Инструментальные ошибки приизмерении столь малых интервалов Зэ приводят к значительным погрешностямпри определении 6.В предлагаемом устройстве измерямые интервалы определяются разност е-.ь з 1163Импульсы высокой частоты с генератора 9 поступают через элемент 7совпадения на счетчик 1 О. Емкостьсчетчика О выбирается такой, при.которой импульс на его выходе появ 5ляется через интервал времени, равный половине периода частоты изме-:ряемого сигнала и переводит триггер 6 в нулевое состояние. На выходетриггера формируются опорные сигналы, длительность которых равна половине периода частоты измеряемого сигнала. Опорные сигналы с триггера 6поступают на первый вход элемента 8,на второй его вход поступает измеряемый сигнал с усилителя-ограничителя 3, а на третий вход - импульсывысокой частоты с генератора 9. Прифлюктуации фазы применяемого сигналаопорные сигналы частично совпадают с 20положительными полупериодами измеряемого сигнала. Длительности интервалов совпадения определяется разностью между интервалами, содержащими фиксированное число периодов принимаемого сигнала ( длительность этихинтервалов превышает также Г.), иинтервалами.,длительность которыхТравна номинальной длительноститого же числа периодов.Пачки импульсов с выхода элемента 8 совпадения, соответствующиеинтервалам совпадения, поступают насчетчик 1 и суммируются там.Времяизмерения (число суммируемых пачекимпульсов ) задается емкостью счетчика 4. При переполнении счетчика 4импульс с его выхода поступает навход нулевой установки триггера 1,Низкий потенциал с триггерапоступает на элемент 2 совпадения и запрещает прохождение на его выходсигнала. Измерение фпюктуации фазыпри этом заканчивается. Число, зафиксированное в счетчике 11, индицируется индикатором 12. Оно определяет среднюю длительность интервалов совпадейия, а последняя - среднеквадратичное отклонение флюктуациифа,зы,Предложенное устройство для определения среднеквадратичного отклонения флюктуации фазы в отличие отизвестного позволяет повысить точность измерения. Действительно, дляопределения .среднеквадратичного отклонения флюктуации фазы в известномустройстве измеряются отклонениядлительности полупериодов принимвв 279 4мого сигнала от номинальной длительности полупериода. Однако, если фаза принимаемого сигнала флюктуируетмедленно, например, принимаемый сигнал представляет собой узкополоснуюсмесь синусоидального сигнала с шумом, то длительности полупериодовпринимаемого сигнала будут практически совпадать с номинальной длительностью. Длительность полупериодатакого сигнала имеет нормальный закон распределения с математическиможиданием, равным номинальной длительности полупериода сигнапа. Величина среднеквадратического отклонения (флюктуации длительности полупериода Ьопределяется следующимвыражением: