Способ определения фазового времени задержки сигнала

(4) 50 55 2й",(0,) (,",(5) ных сигналов, термошкаф 2, в котором размещены исследуемая цепь 3 с фазовым временем задержки ,(63) и образцовая цепь 4 с Фазовым временем задержки Ь (63), измеритель 5 температуры, циАровой фазометр 6 и переключатель 7 на два положения. Сущность способа состоит в следующем, На вход исследуемой цепи 3 подаютиспытательный сигнал заданной частоты Сд, Б, = У,соз(Я,1 + (.,), (1) где лО - начальная Фаза испытательного сигнала. Гармонический испытательный сигнал, прошедший через исследуемую цепь 3 с Аазовым временем задержки Ф,д,) на частоте испытательного сигнала,цгс) = ц сояи, с -8,(Д,)1 +1(2) сравнивают по Аазе с входным сигналом (1). Возникшая разность Ааз определяется величиной Фазового времени задержкиД = 2( и + Я =И , (Ю)(3) где и - целое число Аазовых циклов;- измеряемая дробная часть Аазового цикла. С учетом абсолютной аддитивнойпогрешности Аазометра ЬС (погрешностинуля) и его относительной мультипли-"кативной погрешности (погрешностичувствительности) имеют Р, = (1 +) (2 Йп +( ) +Ц = = (1+)0,( С помощью образцовой цепи 4, вклю" ченной последовательно с исследуемой цепью 3, дополнительно задерживают один из сравниваемых по Аазе сигналов на величину фазового времени задержки 9,(И,), которую выбирают .из условия Измеряют разность фаз гармонического испытательного сигнала и дополнительно задержанного образцовой цепью 4 сигнала с исследуемой цепи 3. 25 30 35 40 45+ 1 (6)где ЬС, = Я ДЬ,(63) ( 2 в - дополнительное приращение разности Ааз,Нагревают исследуемую 3 и образцовую 4 цепи, изменяя температуру окружающей среды или увеличивая электрическую мощность, рассеиваемую в исследуемой и образцовой цепях. Вследствие изменения скорости распространения электромагнитных или акустических колебаний в нагретых цепях изменяется их Аазовое время задержки.После нагрева измеряют разность Ааз сравниваемых сигналовР = (1 +)(2 п +Ц) + Щ +6(.) + + 1 Ц, = Сд, 1 + 0 С(т- Т, ) б (Сд,) + +, Я,) (1 + ) +ШЦ (7) где ЬС = Сд 0 ТТ) 9 М ) 4 ЬС (Я), дополнительное приращение разности Ааз от нагрева цепей; б - температурный коэфАициент задержки цепей; Т и Т - начальная и измененная температуры исследуемой 3 и образцовой 4 цепей.Разность температур выбирают из условия, чтобы дополнительное приращение разности Ааз ЬЦ от нагрева цепей не превышало 27. Практически регистрируемые приращения разности Ааз Ы и Д( выбирают иэ соотношегнияЩ = ЬС = (50100)Р, (8) где 3 - среднеквадратическое отклонение (СКО) разности Фаз, обусловленное Алуктуациями частоты испытательного сигнала и нумами исследуемой 3 и образцовой 4 цепей.Выбор разности температур из соот- ношения(50100) Ь й(,) позволяет уменьнить влияние случайных погрешностей измерения до пренебрежимо малой величины. Так как Фазовое время задержки Ь, (Сд) заранеенеизвестно, то нагрев задают по приращению разности Ааз Щ,и Д( в пределах выражения (8), измеряя его цифровым Фазометром 6, а СКО определяютпо известным формулам на основании6) 71 Я до значения Т 16 обработки ряда измерений одной и той же разности Ааз.Исключают дополнительное фаэовое время задержки одного из сравниваемых сигналов и измеряют оставшуюся разность Ааз 974= (1 +) (2 п +(Рг+Щ +Иг - -ьср,) +ьср,= и,.Г +ст, - т,), О,(,) (10) гДе И = Я Г 1 + 0 (Т а- Т )Ь 61(ь) ) приращение разности Ааэ от исключения Аазового времени задержки за счет нагрева.Из результата измерения, описываемого выражением (10), вычитают реэультат измерения, описываемый выражением (4): Р, - , ( + У)(ЬЦ 1, +ЬЦг + ЬУ,)=а ЛТ, - Т,)( + )0, ,3,), (11) а иэ результата измерения, описываемого выражением (7) - результат измерения, описываемого выражением (6)У - 2 = Мг ( + 3 ) =У М (Т т - Тр) Хк ,(Я,) + , Ю,)(1 +У) (12) С учетом значений (11) и (12) определяют отношение величинР 4- Р ЬЧ+ЬЧ,-Мз ТР.Р 717,.Т а,.ьц,(13)йз отношения (13) определяют значение фазового времени задержки исследуемой цепи 3 Иэ выражения (4) следует, что Аазовое время задержки на заданной частоте Я определяется по величине дополнительным фазовым временем задержки Ьь, И,) и результатом измереЛНИЙ Р) Р т 2 р3 ф Р 4 фПосле определения Аазового времени задержки на частоте Я изменяют частоту испытательного сигнала до значения 6)г.По описанному способу определяют Ааэовое время задержки 92(Иг) по регистрируемым изменениям разности фаз сравниваемых сигналов, воэникающих при введении дополнител ногофазового времени задержки Ь(, (У ) инагреве исследуемой и образцовой це 5пей. При этом значение дополнительного Ааэового времени задержки отчастоты Ь(,2(И ) заранее определяетсяЛпо показаниям фазометра, посколькуфазовый сдвиг, вносимый образцовойцепью, меньше 2 к. По значениям Аа/гзового времени задержки на ряде частот испытательного сигнала определяют зависимость фазового времени задержки исследуемой цепи 3 от частоты,Предлагаемый способ определенияАазового времени задержки сигналареализован следующим образом,Исследуемую цепь 3 с фазовым временем задержки 8, (63,) и образцовую70 цепь 4 с Аазовр временем задержкиф (о помещают в термошкаф 2, Пепи3 и 4 включены последовательно спомощью переключателя 7 и подключены к генератору 1 испытательного25 сигнала. азометром 6 измеряется разность фаз между входным и выходнымсигналами исследуемой цепи,Вначале переключдтель 7 устанавливают в положение, укаэанное на чертеже, и в термошкафу устанавливаютначальную температуру Т 1, которуюконтролируют по измерителю 5, Пошкале генератора 1 устанавливаюттребуемую частоту Я,и Аиксируют фа 35эометром 6 дробную часть разностиАаэ Д . Проводят несколько измеренийи по ряду измерений определяют СИфазовых измерений, Затем переключатель 7 переводят в противоположное40 положение и измеряют разность Ааз РДалее плавно увеличивают температурув термошкаф 1 р 2 от начальной температуры Т 1 до значения Тг. При этомнагрев термоцкаАа прекращают кактолько приращение разности Ааз дости 45гнет значения, соответствуюцего соотношению (0). Измеряют разность АазР . Переводят переключатель .7 в пер 3воначальное положение и измеряютразость фаз Р 4 при исключении кагретой образцовой цепи 4. По Аормуле(14) определяют Аазовое время задержки 3, (Я) исследуемой цепи 3. Понижают температуру внутри термошкафа 2 Изменяют частоту генератора 1 до значения и и вновь фиксируют дробную часть разности Ааз, По измерен 16 б 1718ным приращениям разности Ааэ определяют по описанной выше методике Аазовое время задержки исследуемой цепи 3 с(О) и т.д. По значениями(Я),6(03) .П (Оп) строят дисперсионную характеристику фазового временизадержки исследуемой цепи 3.В качестве исследуемой 3 и образцовой 4 цепей могут быть использованы ультразвуковые линии задержки наповерхностных акустических волнахс линейно нарастающим или линейнопадающим изменением задержки от частоты испытательного сигнала,Предложенный способ по сравнениюс прототипом позволяет повысить точность определения Аазового временизадержки электрических и электроакустических цепей. Это преимущество следует из того, что погрешности задания температур Т и Т, характер нагрева, чувствительность цепей к нагреву, а также мультнпликативнаяи абсолютная аддитивкая Ц погрешоности циАрового Аазометра не влияютна результат измерения. 1(роме того,выбор разности температур из соотношения (9) позволяет уменьшить влияниеслучайных погрешностей до пренебрежимо малой величины, что обеспечивает выявление малых отклонений Аазового времени задержки от частоты относительно заданной функциональнойзависимости с относительной погрешностью не более +1 Е,формула изобретенияСпособ определения Ааэового времени задержки сигнала, заключающийся 5в том, что, формируют испытательныйсигнал частоты Г и воздействуют имна исследуемую цепь, измеряют разность Ааэ Р, сигналов частоты Г с выхода и входа исследуемой цепи, вводятс помощью образцовой цепи дополнительное фазовое время задержки А,д )сигнала с выхода исследуемой цепи,при этом Ьс) (С 1 Г, о т л ич а ю щ и й с я тем, что, с цельюповьпцения точности измерения Фазовоговремени задержки цепей с выраженнойзависимостью задержки от частоты, после введения дополнительного Аазовоговремени задержки сигнала с выходаисследуемой цепи измеряют разностьфаз Р сигналов частоты Г с выходаобразцовой и входа исследуемой цепей,нагревают исследуемую и образцовуюцепи до температуры, при которой приращение разности фаз в 50-100 разпревышает среднеквадратическое отклонение измеряемой разности Ааз, измеряют разность Фаз Р сигналов с выхода,образцовой цепи и входа исследуемойцепи, исключают образцовую цепь и измеряют разность Ааз Р, сигналов с вы"хода и входа исследуемой цепи, приэтом Аазовое время задержки определяютпо Аормуле. Шекмар Рре Тирах Зака ГКНТ СССР изводственно-издательский комбинат "Патент", г. Ужгород агарина, 10 Государственного 113035, омитета поМосква, ЖПодписноеобретениям и открытиям иРаушская наб., д. 4/5