Устройство для измерения фазовых флуктуаций

Изобретение относится к электросвязи и может быть использовано для измерения интенсивности фазовых флук туаций в процессе настройки, технической эксплуатации и нормирования электрических параметров оборудования линий связи.Известно устройство для измерения фазовых флуктуаций, содержащее блок выделения тактовой частоты, МО блок подстройки частоты и последовательно соединенные блок согласования, Фазовый детектор и индикатор 111.в . Однако данное устройство осуществляет измерение фазовых флуктуа ций только в пределах половины периода и точность измерения его не- . высока,: так как осуществляется не по информационному импульсному сигналу, а по сигналу выделителя 20 тактовой частоты, на "который с какойто степенью приближения переносятся фаэовые флуктуации реального сигнала.Наиболее близким по технической сущности и достигаемому результату 25 к предлагаемому является устройство для измерения фазовых 4 щуктуаций, содержащее входной усилитель и последовательно соединенные фильтр нижних частот, усилитель низкой частоты ЗО входной интегратор, блок вычитания, второй вход которого соединен с выходом усилителя низкой частоты, квадратор, выходной интегратор и индикаор Г 23.35Недостатком известного устройства является невозможность измерения фазовых флуктуаций вьнпе 180 ф. Цель изобретения - расширение диа; пазона измерения Фазовых Флуктуаций.40Поставленная цель достигается тем, что в устройство для измерения фазовых флуктуаций, содержащее входной усилитель и последовательно соединенные фильтр нижних частот, усилитель низкой частоты, входной интегратор, блок вычитания, второй вход которого соединен с выходом усилителя низкой частоты, квадратор, выходной интегратор и индикатор, введены последовательно соединенные блок выделения тактовой частоты, первый делитель частоты, формирователь временного интервала и времяамплитудный преобразователь и последовательно 55 соединенные блок синхронизации, блок подстройки частоты, генератор опорной частоты, второй делитель частоты и формирователь импульсов запуска, при этом выход входногоусилителя соединен с вторым входом формирователя временного интервала и входом блока выделения тактовой частоты, выход которого соединен с вто. рым входом .блока подстройки частоты, третий вход которого соединен с пер,вым входом второго делителя частоты,второй вход которого соединен с вторым входом первого делителя частоты и вторым выходом блока синхронизации, а выход Формирователя импульсов запуска соединен с вторым входом времяамплитудного преобразователя, выход которого соединен с входом фильтра нижних частот.На чертеже представлена структурная электрическая схема предлагаемого устройства.Устройство для измерения фазовых флуктуаций содержит входной усилитель 1, блок 2 выделения тактовой частоты, формирователь 3 временного интервала. блок 4 подстройки частоты, первый делитель 5 частоты, генератор 6 опорной частоты, блок 7 синхронизации, второй делитель 8 частоты, формирователь 9 импульсов запуска, времяамплитудный преобразователь 10, фильтр 11 нижних частот, усилитель 12 низкой частоты, входной интегратор 13, блок 14 вычитания, квадратор 15, выходной интегратор 16 и индикатор 17.Устройство работает следующим образом.Линейный сигнал с исследуемой линии связи поступает на входной усилитель 1, в котором происходит усиление и нормирование его по амплнтуде, а с выхода входного усилителя- в блок 2 выделения тактовой частоты и одновременно на второй вход Формирователя 3 временного интервала.Блок 2 выделения тактовой частоты представляет собой генератор гармонических колебаний, синхронизируемый.импульсами, поступающими с входного усилителя 1. Сигнапы с блока 2 поступают на блок. 4 подстройки частоты и первый делитель 5 частоты,Блок 4 подстройки частоты предназначен для сравнения частот сигналов блока 2 выделения тактовой частоты и генератора 6 опорной частоты и выдачи управляющего напряжения на изменение частоты генератора 6. Конечная цель такогр изменения состо-.3 1083ит в уравнении частоты сигналов генератора 6 опорной частоты с частотой сигналов блока 2 вьщеления тактовой частоты. Первый делитель 5 частоты предназначен для деления частоты сигналов блока 2 выделения тактовой частоты.Генератор 6 опорной частоты пред-ставляет собой кварцевый генератор,- Эчастота которого подстраивается с 10поМощью варикапа, управляемого сблока 4 подстройки частоты. Два входа блока 4 используются для подачина него сигналов блока 2 вьщелениятактовой частоты.и генератора 6 опорной частоты, а отдельный (первый)вход - для подачи сигнала "Подстройка" с блока 7 синхронизации, Блок4 подстройки частоты содержит дваделителя, узел сравнения кодбви цифроаналоговый преобразователь. По сигналу "Подстройка" с блока 7 синхронизации начинается процесс подстройгки частоты генератора 6 опорнойчастоты до частоты блока 2 выделения тактовой частоты.Подстройка осуществляется следующим образом,Сигналы блока 2 выделения тактовой частоты и генератора 6 опорной Зочастоты в блоке 4 подстройки частотыделятся до единиц герц делителями,входящими в состав этого блока, ипоступают на узел сравнения кодов. Раз-.ность значений кодов поступает на35цифроаналоговый преобразователь,Постоянное напряжение, отображающее разность частот, поступает нагенератор 6 опорной частоты, Подстройка осуществляется только вовремя действия сигнала "Подстройка",после прекращения которого частотагенератора 6 опорной частоты остается постоянной и неизменной. Следомза сигналом "Подстройка" с блока 7синхронизации на вторые входы первого и второго делителей 5 и 8 частоты поступает сигнал "Измерение",разрешающий их работу. Первый де-.литель 5 осуществляет деление час 50тоти сигналов блока 2 вьщеления тактовой частоты, а второй делитель 8 сигналов генератора 6 опорной час"тоты.Деление обоими делителями осуществляется одновременно до частоты 2 Щ где Щ - максимальнаячастота фазовой модуляции. Сигналыс первого делителя 5 частоты посту-,пают на формирователь 3 временного 376 4интервала, равного периоду сигналаи с частотой 2 ГЯ.На второй вход формирователя 3временного интервала поступает сигнал с выхода входного усилителя 1.С помощью формирователя 3 осуществляется стробированиЕ импульсов с ли;нии, т.е. выборка импульсов с линии,с определенной частотой, определяемой максимальной частотой фазовой модуляции,Сигналы со второго делителя 8частоты поступают на формирователь9 импульсов запуска, с помощью которого осуществляется формирование импульсов запуска с частотойтакже 2 ЕЙ и длительностью Т/2,где Т - период повторения импульсов генератора 6 опорной частоты.Импульсы в формирователе 9 импульсов запуска формируются за несколько периодов до формирования сигналавременного интервала. Это времяопределяется диапазоном измерения фазовой флуктуации. Если ожидаемое значение размаха фазовой флуктуациисоставляет до двух периодов тактовойчастоты, то формирование импульсовзапуска осуществляется за один период тактовой частоты до моментаформировайия временного интервала,а если ожидаемое значение размахасоставляет до четырех периодов тактовой частоты, то формирование импульсов запуска осуществляется за двапериода .тактовой частоты и т. д,Сигналы формирователя 9 импульсовзапуска и формирователя 3 временного интервала поступают на времяамплитудный преобразователь 10, состоящийиз формирователя временного интервала, генератора пилообразного напряжения и блока выбооки и хванения Спомощью сигналов, поступающих навходы времяамплитудного преобразователя 10, осуществляется формирование временного интервала, пропорционального временной разности ихприхода. Сигналы временного интервала поступают на генератор пилообразного напряжения, где осуществляетсяпреобразование длительностей временных интервалов в напряжение. уровни,напряжений каждого цикла преобразования поступают на блок выборки ихранения, где осуществляетсязапоминание и слежение за ихтекущим амплитудным значением,С выхода времяамплитудиого преоб разователя "10 напряжение, пропорциональное величинам фазовых отклонений, поступает через фильтр 11 ниж" них частот на усилитель 12 низкой 5 частоты, имеющий равномерные амплитудно"частотные характеристики в полосе частот фазовых. флуктуаций. В результате выходной сигнал,усилите-, ля 12 низкой частоты отображает мгно венные значения фазовых флуктуаций импульсов, приходящих наустройство с линии связиВо входном интеграторе 13, блоке14 вычитания, квадраторе 15 и выход-, ном интеграторе 16 осуществляется усреднение величин фазовых флуктуаций в следующей последовательности: . вычисляется среднее значение Р(й) фазовых флуктуаций, определяются 20разности Ч(й) - 9(е), где У (й) текущее значение фазы, вычисляются значения 9; (й) - 9 (С)и подсчи" тывается величина среднеквадратичес-, кого значения фазовых флуктуаций по. формуле30 где и - число измерений.Напряжение на выходе выходного интегратора 16 измеряется с помощью индикатора 17.Если в измеряемой линии отсутствуют Фазовые флуктуации, то импульсы с входного усилителя 1, прошедшие через формирователь 3 временного интервала на времяамплитудный преобразователь 10, следуют стабильно во времени, При этом генератор 6 опорной частоты на время измерения не перестраивается, следовательно, час" тота его остается неизменной, и импульсы с формирователя 9 импульсов, запуска также следуют стабильно во времени. В этом случае на выходе времяамплнтудного преобразователя 10 формируется постоянное напряжение, определяемое расфазировкой сигналов входного усилителя 1 и генератора 6 ,опорной частоты. Это .значение постоянного напряжения определяет среднеарифметическое значение раз, ности Фаэ, а поскопьку отклонения, от среднеарифметического значения55 отсутствуют,то индикатор 17 показывает нулевое среднеквадратическое значение фаэовой Флуктуации.. Рассмотрим случай, когда в измеряемой линии имеется фаэовая модуля. ция и значение высокочастотной Флук, .М туации (от сотен килогерц до десят- ка мегагерц) составляет доли периода, а значение низкочастотной флуктуации (от единиц герц до сотен килогерц) - десятки периодов.Поскольку блок 2 выделения тактовой частоты синхрониэируется сигналами с линии, .то фаза колебаний сигналов на его выходе в какой-то степени следит за фазой флуктуирующего сигнала с линии. Блок 2 выделения тактовой частоты в диапазоне возможных значений частот модуляции способен следить за фазой сигналов с линии. Следовательно, и формирователь 3 временного интервала будет, отслеживать изменения фазы сигнала с линии.Формирователь 3 временного интервала выполнен таким образом, что длительность формируемых им сигналов равна периоду сигнала с линии, Кроме того, моменты формирования их выбраны таким образом, что временное положение импульсов линии, поступающих на формирователь 3 временного интервала, соответствует середине формируемых им сигналов. Поскольку длительность сигналов формирователя 3 временного интервала в два раза больше длительности сигналов с линии, то если даже отдельные сигналы флуктуируют с большей величиной, чем среднестатистический импульс линии, все равно они проходят на времяамплитудный преобразователь 10. Частота же сигналов генератора 6 опорной частоты остается неизменной, н моменты появления сигналов с формирователя 9 импульсов запуска на времяамплитудный преобразователь 10 остаются стабнльньвк во времени. На выходе времяамплитудного преобразователя 10 появляется переменное напряжение повторяющее характер фазовой флуктуации. Фильтр 11 нижних частот выделяет составляющую модулирующей частоты, которая поступает на обработку и подсчет среднеквадратического значения фазовой флуктуации.Измерения возможны как с помощью тестового сигнала, подаваемого в линию, так и по реальному сигнапу без перерыва связи в линии. Для этого достаточно, чтобы генератор 67 ,108 И 76 8опорной частоты перестраивался в диа- Технико-зкономическая эффектив 1назоне тактовых частот линии связи. ность предлагаемого устройства заПри работе по реальным сигналамключается в обеспечении измерений не в каждые моменты формирования среднеквадратической величины фазовременного интервала на времяампли-вых флуктуаций в диапазоне до 10 Т тудный преобразователь 10 поступают с погрешностью 1-23, причем диапаимпульсы с лйнии и запоминается пре. зон частот измеряемого параметра дыдущее значение напряжения. составляет от 10 Гц до 3,5 МГц. Составитель В. СлепакоРедактор Т. Иермелштейн Техред М.Кузьма рректор А. Знмокосов 53ЭНпо13035 аказ 1789/ ИИПИ комитета СС де открытий ская наб., Тираж 635 Государственного лам изобретений и осква, Ж"35, Рауш одписн