Устройство для измерения фазового времени задержки четырехполюсников

СОЮЗ СОВЕТСКИХСОЦИАЛИСТИЧЕСКИХРЕСПУБЛИК ГОСУДАРСТВЕННЫЙ КОМИТЕТ СССРПО ДЕЛАМ ИЗОБРЕТЕНИЙ И ОТКРЫТИИ О АНИЕ ИЗОБРЕТЕН ВТОРСНОМУ СВИДЕТЕЛЬСТВУ и Ю.А,Скрипник(088,8)свидетельство СССР01 К 25/00, 1980.идетельство СССРС 04 Р 1 О/06,14.01.86 4) УСТРОЙСТВО ДЛЯ ИЗМЕРЕНИЯ ФАЗОГО ВРЕМЕНИ ЗАДЕРЖКИ ЧЕТЫРЕХПОЛЮСИ(57) Изобрете ти радиоизмер жит для повьпд фазового врем полюсников с ройство содер нератор 1 фи перестраиваем облас ние относится к ительной техник змеримерения ет ко ия точности зовых сдвизлами. Это ни задержки че ольшим затухая жит высокочасто ое ем,Уст ный ге иб ее достоих частот,ет уст лив поз оты,изкой ксированнои часый генератор 2(56) АвторскоеР 943597, кл, САвторское свУ 1318987, кл. политехнический инчастоты, однополосныи модулятор 3,балансный смеситель б,фазовращатель7, фильтр 8 нижних частот, перемножитель 15, интегратор 16, индикатор17 и цифровой частотомер 8. Введение усилителя 4 с автоматической регулировкой усиления, фильтров 10, 12и 14 нижних частот, усилителей-ограничителей 9 и 13 балансного смесителя 11 позволяет стабилизироватькак амплитуду испытательного сигнала, так и амплитуды перемножаемыхсигналов в требуемом диапазоне изменения частоты модулирующего сигнала. Кроме того, использование вустройстве опорного канала с идентичными по техническим характеристикам узлами, применяемымительном канале, обеспечипенсацию дополнительныхгов, вносимых введенным ерные значения модулируюИзобретение относится к радиоизмерительной технике и может быть использовано для измерения с повышен ной точностью фазового времени за 5рержки и фазовой постоянной четырехполюсников с большим затуханием,Цель изобретения - повышение точности измерения фазового времени задержки четырехполюсников с большим 10затуханием,На чертеже приведена структурнаясхема устройства для измерения фазового времени задержки четырехполюсников. 15Устройство содержит высокочастотный генератор 1 фиксированной частоты и перестраиваемый генератор 2низкой частоты, выходы которых сое(динены с соответствующими входамиоднополосного модулятора 3, выходкоторого через усилитель 4 с автоматической регулировкой усиления подсоединен к входной клемме исследуемого четырехполюсника 5, выходная 25клемма которого соединена с первымвходом первого балансного смесителя6, второй вход которого соединенчерез фазовращатель 7 с выходом высокочастотного генератора 1, выходпервого балансного смесителя 6 черезпоследовательно соединенные первыйфильтр 8 нижних частот, первый усилитель-ограничитель 9 соединен с входом второго фильтра 10 нижних частот,первый и второй входы второго балансного смесителя 11 соединены соответственно с выходом усилителя 4 с автоматической регулировкой усиления и свыходом высокочастотного генератора1 фиксированной частоты, а выход второго смесителя 11 через последовательно соединенные третий фильтр 12нижних частот, второй усилитель-ограничитель 13 и четвертый фильтр 14нижних частот соединен с первым вхо 45дом перемножителя 15, второй входкоторого соединен с выходом второгоФильтра 10 нижних частот, а выход через интегратор 16 соединен с индикатором 17, и цифровой частотомер 18, 50соединенный с выходом перестраиваемого генератора 2 низкой частоты.Устройство работает следующимобразом,Высокочастотный сигнал П, = 55= 0 ,сов(я+у фиксированной частоты, поступающий с выхода генератора 1, подвергается однополосной модуляции в однопопосном модуляторе 3 сигналом низкой частоты Б(С) =Б соя(й,С+( ), поступающим с выхода перестраиваемого генератора 2 низкой частоты. В результате одно- полосной модуляции частота высокочастотного сигнала у уменьшается или увеличивается на величину модулирующей частоты а в зависимости от напряжения передачи сигнала сд - й,или Я+Я,. При выбранном напряжении передачи, например, с передачей нижней боковой полосы, высокочастотный сигнал принимает видИ, (с)-ц,сас Ь-д,) с+с),- ЧД.Этот сигнал проходит через усилитель 4 с автоматической регулировкой усиления, на выходе которого амплитуда напряжения поддерживается постоянной, Высокочастотный модулированный сигнал П(г) проходит через исследуемый четырехполюсник 5 с фазовым временем задержки ь(, . Выходной сигнал исследуемого четырехполюсника 5с(с)=к,с ссси-а,)(с-сС)+В-а) ).перемножается в первом балансном смесителе 6 с незадержанным (фаэо" вращатель 7 установлен в нулевое состояние) высокочастотным немодулированным сигналом Б,(с) Фиксированной частоты П=Б(й) П (С) =К, П,П сов (ий Ф +(р,) сов (и- Й,) (-Ь)+ф -Ср,Д,Из напряжения П с помощью первого Фильтра 8 нижних частот выделяется составляющая с частотой модуляцииО (с):с о сссд с(ц д )сС +(, К, КПосле нормирования по амплитуденапряжения П(С) с помощью первогоусилителя ограничителя 9 оно поступает на вход второго Фильтра 10 нижних частот, который восстанавливаетсинусоидальную Форму сигнала и уменьшает влияние высших гармоник на результат измерения,Выходное напряжение с выхода второго фильтра 10 нижних частот поступает на второй вход перемножителя 15.В опорном канале еигнал Бз(С),прошедший через усилитель 4 с автоматической регулировкой усиления,поступает на первый вход второго ба 1383282лансного смесителя 11, где также перемножается с незадержанным высокочастотным ыемодулированным сигналом П,(С) фиксированной частоты аЦ,=П,П,И) =и Псоя(я + +с, ) соя (у-Л,) г.+Ю -Ч 1Из спектра напряжения П(Т) с помощью третьего фильтра 12 нижних частот вьщеляется составляющая часть модуляции 40 ръ л П соя(Я- й ) Ь с = соз - ,г 2Задерживают высокочастотный немодулированный сигнал фиксированной частоты ю с помощью фаэовращателя 7 на фазовый угол Ь(, с которым перемножают выходной сигнал исследуемого четырехполюсника 5. Тогда выделенная в измерительном канале составляющая частоты модуляции й принимает видк (с) к, к кц,сова,с + +Ь-Л,)(КЧ, - д 45 50 Повторно уменьшают частоту модуляции Й также до получения нулевого 55 значения проинтегрированного сигнала соя (ц- Й ) Ь 7, - Ь Ц = соз -(2)2 Ця(е)=0, Псоя(а,с+с,) К,.После нормирования напряжения Пв(С) с помощью второго усилителя- ограничителя 13 оно поступает через четвертый фильтр 14 нижних частот на первый вход перемножителя 15. В перемножителе 15 осуществляется перемножение напряжений 06(к.) и Пя(к.) с последующим интегрированием полученного произведения с помощью интегратора 16:П(й)= 1 П 6. П 8(С)ДС25 =К К К . П, П соя(ц-Я )Ь где К, К, К - соответственно коэффициенты передачиисследуемого четырехполюсника 5,первого и третьегофильтров 8 и 12 нижних частот.Вьщеленное на выходе интегратора 1 б постоянное напряжение фиксируется индикатором 17. Путем уменьшения частоты модуляции Р, добиваются получения нулевого значения проинтегрированного напряжения Приравняв левые части выражений (1) и (2), получим выражение для фазового времени задержкиЬЧ Ьк 1Ь фг 2 ц 2 3где Р и Г - частоты модулирующегосигнала,Фазовую постоянную исследуемого четырехполюсника 5 можно определить из выражения). зФгде Г - фиксированная частота высокочастотного сигнала.Однозначность измерения фазового времени задержки по разности частот Г -Р и фазовому сдвигу Ь(р обеспечивается как и в прототипе при выборе этих параметров из условия108, 102 (О, й)Ь,.где 3 ц - порог чувствительности пофазе индикации нулевогозначения проинтегрированного сигналалЬмаис - максимальное значение фазового времени задержки исследуемого четырехполюсника 5.В соответствии с укаэанными условиями первоначальное значение частоты модуляции и вводимого фазового сдвига необходимо выбирать иэ следующих соотношений;дь МаксПредлагаемое устройство для измерения фазового времени задержки по сравнению с известным позволяет значительно повысить точность измерения фазового времени задержки четырехполюсников с затуханием до 100 дБ, Это достигается за счет применения в устройстве дополнительных узлов, позволяющих стабилизировать как амплитуду испытательного сигнала, так и амплитуды перемножаемых сигналов в требуемом диапазоне изменения частоты модулирующего сигнала. Кроме того, применение в устройстве опорного канала с идентичными по техническим характеристикам узлами, применяемыми в измерительном канале, обеспечивает компенсацию дополнительных фазовых сдвигов, вно1383282 симых введенными узлами, что позволяет устанавливать более достоверныезначения модулирующих частот д ий и в целом способствует достижению поставленной цели. Формула изобретения Составитель М, КатановаРедактор Е. Папп Техред А. Кравчук Корректор Г. Решетник Заказ 1294/44 Тираж 373 ПодписноеВНИИПИ Государственного комитета СССРпо делам изобретений и открытий113035, Москва, Ж,.Раушская наб., д. 4/5.Производственно-полиграфическое предприятие, г, Ужгород, ул. Проектная, 4 Устройство для измерения фазового времени задержки четырехполюсников, содержащее высокочастотный генератор фиксированной частоты и перестраиваемый генератор низкой частоты, выходы которых соединены с соответствующими входами однополосного модулятора, выходная клемма для подключения исследуемого четырехполюсника соединена с первым входом первого баланс- ного смесителя, второй вход которого через фазовращатель соединен с выходом высокочастотного генератора фиксированной частоты, выход первого балансного смесителя соединен с первым фильтром нижних, частот, перемножитель, выходом соединенный через интегратор с индикатором, и цифровой частотомер, соединенный с выходом перестраиваемого генератора низкой частоты, о т л и ч а ю щ е е с я тем,что, с целью по"ьш.ения точности измерения фазового в; .манн задержки четырехполюсников с большим заханием,в него дополнительно введены усилитель с автоматической регулировкойусиления, второй балансный смеситель, два усилителя-ограничителя итри фильтра нижних частот, причемусилитель с автоматической регулировкой,усиления входом соединен свыходом однополосного модулятора, авыходом одновременно с входной клеммой исследуемого четырехполюсникаи с первым входом второго балансногосмесителя, второй вход которого соединен с выходом высокочастотного генератора фиксированной частоты, входпервого усилителя-.ограничителя соединен с выходом первого фильтра нижних частот, а выход первого усилителя-ограничителя соединен с входомвторого фильтра нижних частот, выходвторого балансного смесителя черезпоследовательно соединенные третийфильтр нижних частот, второй усилитель-ограничитель и четвертый фильтрнижних частот соединен с первым входом перемножителя, второй вход которого соединен с выходом второго фильтра нижних частот,