Устройство для измерения фазочастотных характеристик четырехполюсников

ОП ИСАНИЕИЗОБРЕТЕН ИЯАозт ОРСКОМУ СВИДЕТЕЛозСТВУ Союз СоветскихСоциалистическихРеспублик 1 Ц 691774) Дополнительн 2)Заявлено 1)М. Кд,0 с п исоедииеиием ки% Государственный комитетСССР по делам изобретений н открытий. (72) Автор изобретеии Пантеле аявите 4) УСТРОЙСТВ ХАРАЯ ИЗМЕРЕНИЯ ФАЗОЧАСТОТНЬ ИСТИК ЧЕТЫРЕХПОПКСНИКОВ Изобретение относ ной технике связи и зовано, в частности, дуплексных каналах тся к измерительожет быть испольля измерений навязи многоканальнием каналов,Известно устройство измерения фазочастотных характеристик (ФЧХ) четырехполюсников, содержащее генераторы сигналов измерительных и опорных частот,амплитудные ограничители, фазовые дискриминаторы, а также блоки индикации результатов измерения 11 .Недостатком устройства является значительная погрещность из-за расхождения частот в канале связей.Известно другое устройство, принятоев качестве прототипа, содержащее генератор измерительных частот 1, в который входит генератор фиксированной частоты, генератор качающейся частоты,два смесителя, фильтр нижних частот, резонансный фильтр, амплитудный ограничитель, фазовый дискриминатор, блок индих систем связи с частотным разд авт. с вид-ву77(21) 2476593/18-21 ваиия описания 20,10,79 кации и регистрации результатов измерения, в который входят сумматор, блокдифференцирования, осциллограф и генератор развертки осциллографа 21.Недостатком устройства являются невысокая точность и скорость при измерениях ФЧХ каналов связи.Пель изобретения - повышение точности и быстродействия,Данная цель достигается тем, что,во-первых, в устройство для измеренияфазочастотных характеристик четырехполюсников, содержащее генератор измерительных частот, первый и второй выходыкоторого соединены соответственно спервым и вторым входами первого смесителя, второй смеситель, один из входовкоторого соединен с выходом измеряемого четырехполтосника, амплитудный ограничитель, выход которого соединен с одним из входов фазового дискриминатора,который по выходу присоединен к блокуиндикации и регистрации, введены первыйи второй однополюсные модуляторы, блокфазовой автоподстройки частоты, амплитудный детектор, генератор управляющихчастот и амплитудный модулятор, причемвыходы первого и второго смесителейсоединены соответственно с первыми входами первого и второго однополюсныхмодуляторов, вторые входы которых соединены соответственно с третьим и первым выходами генератора измерительныхчастот и генератор управляющих частот, 1 Оа выходы подсоединены соответственно квторому входу фазового дискриминатораи первому входу амплитудного модулятора, второй вход которого соединен совторым выходом и первым входом генератора управляющих частот, третий выходгенератора управляющих частот подсоединен ко второму входу второго смесителя,выход амплитудного модулятора черезвторой канал измеряемого четырехполюсника соединен со входом амплитудногоограничителя и через амплитудный детектор с одним из входов блока фазовой автоподстройки частоты и генератора измерительных частот, четвертый выход которого присоединен ко второму входу блокафазовой автоподстройки частоты, соединенного по выходу со вторым входом генератора измерительных частот; во-вторых тем, что в генератор измерительныхчастот и генератор управляемых частот,содержащие генератор фиксированной частоты, введены блок управления и синхронизации, управляемый делитель и делитель,причем один из входов управляемого дели теля и делителя соединены с выходом блока управления и синхронизации, а вторыеих входы присоединены к выходу генератора фиксированной частоты, вход блоха40управления и синхронизации является первым входом генератора измерительных игенератора управляющих частот, вход генератора фиксированных частот являетсявторым входом генератора измерительных45частотпервый и второй выходы управляемого депителя и делителя генератораизмерительных частот и соответственнопервый и второй выходы делителя и первый выход управляемого делителя генератоОра управляющих частот являются первым,вторым, третьим и четвертым, а такжепервым, вторым и третьим выходами соответствующих генераторов.Блок-схема устройства представленана чертеже.Устройство содержит генератор измерительных частот 1, первый смеситель 2, первый однополюсный модулятор 3,блок фазовой автоподстройки частоты 4, амплитудный демодулятор 5, амплитудный ограничитель 6, фазовый дискриминатор 7, блок индикации и регистрации результатов измерений 8 генератор управляющих частот , второй смеситель 10, второй однополосный модулятор 11, амплитудный модулятор 12 и дуплексный канал 13 с измеряемым четырехполюсником, причем генератор измерительных частот 1 содержит генератор фиксированной частоты 14, блок управления и синхронизации 15, управляемый делитель 16 и делитель 17,генератор управляющих частот 9 содержит генератор фиксированной частоты 18, блок управления и синхронизации 19, управляемый делитель 20 и делитель 21, а дуплексный канал связи 13 с измеряемым четырехполюсником содержит прямой 22 и обратный 23 каналы.Устройство работает следующим обраГенератор измерительных частот 1 обеспечивает создание измерительного сигнала, состоящего иэ дискретных, нарастаюцих во времени по частоте сигналов, лежащих в полосе пропускания исследуемого объекта и отстоящих друг от друга по шкале частот на равные расстояния. Сигнал каждой из испытательных частот длится равные промежутки време- нна. Синтез испытательных сигналов осуществляется следующим образом,От генератора 14 сигнал фиксированной высокой частоты поступает на счетный вход делителя 17 и операционныйвход управляемого делителя 16. В делителе 17 частота сигнала понижается путемделения до требуемой частоты О) и свыхода фиксированной частоты сигналпоступает на первый однополосный модулятор 3; в делителе 16 из сигнала фиксированной частоты формируется к" сигналов измерительных частот .034, О),О, у("к - требуемое количествоточек измерительной фазочастотной характеристики) путем соответственного измФнения коэффициента деления делителя 1 6,осуществляемого с помощью блока управления и синхронизации 15. Измерительныечастоты формируются в порядке возрастания, от самой низкой до самой высокойчастоты полосы пропускания исследуемогочетырехполюсника, располагаясь равномерно, через равные промежутки ьв=е; -аз;30 по всей полосе и продолжаясь равпье Отрезки врем ени Ь Ь амплитуды и начальные фазы всех измерительных частот одинаковы.Сигналы измерительных частот посту лают на вход прямого канала 22 измеряемого дуплексного канала 13 и на один иэ входов первого смесителя 2. На дополнительном выходе делителя 16 формируется такая же последовательность частот, 10 но сдвинутая во времени так, что на его выходах одновременно существуют сигналы двух соседних частот О 2 ИОЗ+ , отличающихся по частоте на шаг квантования ЬИ), Эти сигналы Озя,И 3Юм, Ю +поступают на входы смесителя 2, вкотором происходит их смешивание с образованием комбинационных частот и выделением из них с помощью фильтра нижних частот сигнала раэностной частоты ЛИЛ который поступает на вход модулирующей частоты однополюсного модулятора 3, На вход несущей частоты модулятора 3 поступает сигнал частоты Ши с выхода25 делителя 17. В результате модуляции и выделения верхней боковой полосы при помощи фильтра верхних частот на выходе модулятора 3 получаем сигнал суммарной частоты Ы +БОИ =И. Этот сигнал впкачестве опорной частоты поступает на фазовый дискриминатор 7, Его начальная фаза совпадает с начальной фазой поступающего в канал измерительного сигнала.Каждаяизмерительная частота в процессе прохождения по каналу изменяет свою ам 35 плитуду и начальную фазу в соответствии со значением фЧХ и АЧХ на данной частоте. В амплитуде и фазе измерительнойФнастоты на выходе канала заложена ин 40 формация о значении АЧХ и ФЧХ канала на данной частоте.Кроме того, каждый измерительный сигнал изменяет свою частоту на одинаковую величину дю . На приеме генератор управляющих частот 9, построенный45 по тому Же прщщипу, что и генератор измерительных частот 1, формирует спомощью генератора 18, управляемого делителя 20 делителя 21 и блока управ 50 ления и синхронизации 19 сигналы управ-, ляющих частот, аналогичные сигналам с выхода генератора 1. В данной конкретной реализации эта последовательность щ,вжи, соответствует, Юя,й)," ф 1 "щк55 Ю.;и выполняется соотношение % =В=в =ю; да.Эти сигналы щ поступают на второй смеситель 10, смешиваясь с сигналамя измерительных частот щ +дц, поступающих с выхода канала 13 на другой вход смесителя 10. На выходе смесителя 10 выделяется сигнал раэностной частоты Лй + О ю, сохраняющий фазу поступившего иэ канала сигнала, и подается на вход модулирующей частоты второго однополосного модулятора 11. На вход несущей частоты модулятора 11 поступает синал фиксированной частоты Ю и от делителя 21 генератора 9. Так же, как в модуляторе 3, на выходе модулятора 11 получают сигнал суммарной частоты Ьа+да+ии=03+дй Делитель 21 формирует контрольную частоту и путем деления частоты высокостабильного генератора 18. Конпрольная частота используется для работы блока управлении и-. синхрониэации 19 как тактирующая - из нее формиючются сигналы чстановки (сброса в "0") делителя 21 и изменения коэффициента деления делителя 20, Кроме того, она используется для модулирования по амплитуде сигнала суммарной частоты с выхода второго однополосного модулятора 11. Для этого сигнал контрольной частоты и,4 поступает на вход модулируюйей частоты амплитудного модулятора 12. Преобразованный измерительный сигнал О + Ую поступает на вход канала 13. Проходя через обратный канал 23, каждый преобразованный измерительный сигнал приобретает одинаковый дополнительный фазовый сдвиг и одинаковые изменения амплитуды, обусловленные значениями АЧХ и ФЧХ канала на фиксированной частоте, а также одинаковые изменения частоты. На выходе обратного канала преобразованный измерительный .сигнал частоты Ю+й-дси =Ю проходит через. амплитудный ограничитель 6, где снимаются все амплитудные модуляции, паразитные для фазовых измерений, но сохраняются фазовые соотношения. С выхода амплитудного ограничителя 6 сигнал поступает в фазовый дискриминатор 7, где его фаза сравнивается с фазой опорного колебания. Разность фаз фиксируется в блоке индикации и регистрации 8. Она представляет собой сдвиг фаз, вносимый прямым каналом на измерительной частоте ю, плюс сдвиг фазы в обратном канале на частоте И +си 3 . Величина дЫс( ох поэтому можно считать значения АЧХ и ФЧХ равными в точках сои со+быПриходящий из обратного канала сигнал используется также для контроля ча774 7691тоты генератора 1, поскольку равенствосоответствующих частот генераторов 1и 9 влияет на точность измерений,Поэтому сигнал с выхода обратного 5 канала поступает также на амплитудный детектор 5, где выделяется его огибающая - контрольная частота и 1,1 . Она поступает в блок 4, где сравнивается с контролируемой частотой О 1 с выхода1 контролируемой частоты делителя 17 генератора 1 и, в случае неравенства этих частот, блок 4 подстраивает частоту ге.нератора 14 таким образом, чтобы щ 41 генератора 1 равнялась полученной из канала частоте ю 1,1 генератора 9. При измерениях на каналах связи величина ФЧХ значительно превышает 23 радиан, поэтому в качестве фазового дискриминатора 7 применяются блоки, способные измерять фазовый сдвиг в пределах 2 Т. В качестве блока измерения и регистрации можно применить регистрирующее устройство с выводом на цифропечать или графопостроитель,Применение преобразования сигналов дискретных измерительных частот с переносом информации на одну частоту, временной и частотной синхронизации измерительных и управляющих частот на приеме и передаче, передачи измерительной и контрольной информации в виде со- вокупного сигнала по обратному каналу измеряемого дуплексного канала связи позволяет решить задачу измерения относительной ФЧХ, а при определенном условии и абсолютной фЧХ дуплексного канала связи, с большей скоростью и точностью, чем это позволяют сделать известные устройства. Формула изобретенияЬ1. Устройство для измерения фазочастотных характеристик четырехполюсников, содержащее генератор измерительных . частот, первый и второй выходы которого соединены соответственно с первым и вторым входами первого смесителя, второй смеситель, один из входов которого соединен с выходом измеряемого четырехполюсника, амплитудный ограничитель, выход которого соединен с одним из входов фазового дискриминатора, который по 0 5 20 25 ЭО 35 40 45 50 55 выходу присоединен к блоку индикации и регистрации, о.т л и ч а ю щ е е с я тем, что, с целью повышения точности и быстродействия, оно снабжено первым и вторым однополосными модуляторами, блоком фазовой автоподстройки частоты, амплитудным детектором, генератором управляющих частот и амплитудным модулятором, причем выходы первого и второго смесителей соединены соответственно с первыми входами п.ервого и второго однополосных модуляторов, вторые входы которых соединены соответственно с третьим и первым выходами генератора измерительных частот и генератора управляющих частот, а выходы подсоединены соответственно к второму входу фазового дискриминатора и первому входу амплитуд-. ного модулятора, второй вход которого соединен со вторым выходом и первым входом генератора управляющих частот, третий выход генератора управляющих частот подсоединен ко второму входу второго смесителя, выход амплитудного Модулятора через второй канал, измеряемого четырехполюсника соединен со входом амплитудного ограничителя и через амплитудный детектор с одним иэ входов блока фаэовой автоподстройки частоты и генератора измерительных частот, четвертый выход которого присоединен ко второму входу блока фазовой автоподстройки частоты, соединенного по выходу со вторым входом генератора измерительных частот.2, Устройство по п, 1, о т л и ч аю щ е е с я тем, что в генератор измерительных частот и генератор управляемых частот, содержащие генератор фиксированной частоты, введены блок управления и синхронизации, управляемый делитель и делитель; причем один иэ входов управляемого делителя и делителя соединены с выходом блока управления и синхронизации, а вторые их входы присоединены к выходу генератора фиксированной частоты, вход блока управления и синхронизации является первым входом генератора измерительных и генератора управляющих частот, вход генератора фиксированных частот является вторым входом генератора измерительных частот, первый и второй выходы управляемого делителя и делителя генератора измерительнъж частот и соответственно первый и второй выходы делителя и первый выход управляемого делителя генератора управляющих частот являются первым, вторым,691774 9 Бар ашк СоставительТехред Л,рректор Е, Лукач, Мепуришв Редак рова П дписное 07./35 Тираж 1090 ЦНИИПИ Государственного комитета СССР по делам изобретений и открытий 113035, Москва, Ж, Раушская набд.ПП Патент третьим и четвертым, а также первым,вторым и третьим выходами соответствующих генераторов.Источники информации,принятые во внимание при экспертизе,10 1. Авторское свидетельство СССР Ио 288141, кл. Я 01 й 25/04, 1963,2. Авторское свидетельство СССР