Устройство для измерения группового времени запаздывания четырехполюсников

(51 ЕТЕНИЯ ИСА ИДЕТЕЛЬСТ АВТОРСКОМ фьяни Методы измереи и группового вестия ВУЗов т, Ч 111, 1965,ьство СССР10/06, 1977 ГОСУДАРСТ 8 ЕННЫЙ КОМИТЕТ СССРПО ДЕЛАМ ИЗОБРЕТЕНИЙ И ОТКРЫТИЙ(54) (57) УСТРОЙСТВО ДЛЯ ИЗМЕРЕНИЯГРУППОВОГО ВРЕМЕНИ ЗАПАЗДЫВАНИЯ ЧЕТЫРЕХПОЛЮСНИКОВ, содержащее генераторвысокой частоты, управляющий входкоторого соединен с генератором пилообразного напряжения, а выход черезклеммы для подключения исследуемогочетырехполюсника - с первым входомсмесителя, выход которого соединенс входом полосового усилителя, и индикатор, о т л и ч а ю щ е е с ятем, что, с целью расширения динамического диапазона измерений длядиспергирующих четырехполюсников присохранении точности измерений, в него введены делитель частоты, генератор импульсов, генератор ступенчатого напряжения, фазовращатель, ключ,блок формирования строба и блок задержки, причем делитель частоты подключен входом к выходу генератора импульсов, а выходом - к синхронизирующим входам генератора пилообразногонапряжения и генератора ступенчатогонапряжения, выход которого соединенс управляющим входом фазовращателя,включенного между выходом генераторавысокой частоты и вторым входом смесителя, выход полосового усилителясоединен с входом ключа, выходом подключенного к индикатору, а управляющимвходом соединенного с синхронизирующим входом индикатора и выходом блока формирования строба, первым входомподключенного через блок задержки квыходу делителя частоты, а вторымвходом - к выходу генератора импульсов, 1187144 гИзобретение относится к измерительной технике и может быть использовано для измерения группового вре - мени запаздывания (ГВЗ) четырехполюсников. 5Цель изобретения - расширение динамического диапазона измерений для диспергирующих четырехполюсников при сохранении точности измерений. 1 О 20 Устройство для измерения ГВЗ может быть использовано для измеренияс высокой точностью малых задержекчетырехполюсников любого типа, атакже позволяет измерять с высокойточностью ГВЗ четырехполюсников в15широком динамическом диапазоне задержек.На фиг. 1 представлена структурная схема устройства, на фиг. 2 и3 - эпюры, поясняющие его работу.Устройство для измерения ГВЗ четырехполюсников содержит генератор1 высокой частоты, генератор 2 пилообразного напряжения, исследуемыйчетырехполюсник 3, фазовращатель 4,25генератор 5 ступенчатого напряжения,смеситель 6, блок 7 задержки, дели -тель 8 частоты, полосовой усилитель9, блок 10 формирования строба, .ключ 11, индикатор 12 и генератор 13 ЗОимпульсов,Выход генератора 1 высокой частоты соединен с входом четырехполюсника 3 и фаэовращателя 4, выходомсоединенного с одним иэ входов смесителя 6, второй вход которого соединен с выходом четырехполюсника 3, авыход через полосовой усилитель 9и ключ 11 соединен с входом индикатора 12. Управляющий вход фазовращателя 4 соединен с выходом генератора5 ступенчатого напряжения, вход которого соединен с входами блока 7задержки, генератора 2 пилообразногонапряжения и выходом делителя 8 частоты, вход которого соединен с входом блока 10 формирования строба ивыхбдом генератора 13 импульсов. Выход блока 7 задержки соединен свторым входом блока 10 формирования 50строба, выход которого соединен свторыми входами ключа 11 и индикатора 12.Устройство работает следующим об 1 аэом. 55Напряжение с выхода генератора 1высокой частоты, свипирующее в узкомдиапазоне частот по пилообразному закону, задаваемому генератором 2 пилообразного напряжения, подается через исследуемый четырехполюсник 3на сигнальный вход и через фазовращатель 4 - на гетеродинный входсмесителя 6. За счет запаздываниясигнала в исследуемом четырехполюснике 3 напряжение на сигнальномвходе смесителя 6 отстает по частоте от напряжения на гетеродинномвходе смесителя. Разностный сигнална выходе смесителя 6, частота которого не зависит от величины напряжения на сигнальном входе смесителя,усиливается полосовым усилителем 9и подается через ключ 11 на входосцйллографического индикатора 12при наличии на ключе разрешающегонапряжения с блока 10 формированиястроба. Осциллографический индикатор12 в ждущем режиме запускается передним фронтом строба блока 10, длительность развертки устанавливаетсяравной длительности строба,Перед началом измерений режим .генератора 5 ступенчатого напряженияустанавливают таким, чтобы сдвигфазы сигнала в фазовращателе 4 отсутствовал. Изменением коэффициентаусиления полосового усилителя 9 устанавливают на индикаторе 12 удобнуюдля наблюдения амплитуду разностногосигнала, а затем, уменьшая диапазонсвипирования (девиацию частоты) генератора 1, уменьшают частоту разностного сигнала до такой величины,чтобы за один период развертки индикатора 12 укладывался один периодэтой частоты, Величина девиации частоты при этом характеризует величинуГВЗ четырехполюсника, а орган управления девиацией частоты может бытьзаранее откалиброван в величинахзадержки. Если же изменение величины девиации частоты не удается уложить за один период развертки один период частоты разностного сигнала (за период развертки укладывается лишь часть периода частоты разностного сигнала), то длительность развертки увеличивают и изменяют режим генератора 5 ступенчатого напряжения так, чтобы на индикаторе 12 из отдельных . частей "сложилось" синусоидальной формы напряжение раэностной частоты. Затем вновь, но уже изменением длительности развертки, добиваются,3 11871чтобы эа один период развертки укладывался один период частоты разностного сигнала, а величину ГВЗ четырехполюсника отсчитывают с учетом увеличения длительности развертки. 5Получение синусоидальной формынапряжения разностной частоты обеспечивается выбором такой величины "ступеньки" напряжения генератора 5, чтобы создаваемый этим напряжением 10сдвиг фазы высокочастотного сигналав фазовращателе 4 равнялся изменениюфазы сигнала разностной частоты завремя длительности строба ( Ьст =Метр)Тогда с началом каждогопоследующего строба фаза сигнала разностной частоты будет начинаться свеличины, соответствующей фазе сигнала в момент окончания предыдущегостроба, т,е. сигнал за время, равное 20длительности нескольких стробов,будет иметь синусоидальную форму.Период перестройки пилообразного напряжения генератора 2, длительностьстроба блока 10 формирования строба и длительность "ступеньки" выходного напряжения генератора 5 ступенчатого напряжения жестко связанымежду собой за счет управления отобщего генератора 13 импульсов через делитель 8 частоты и блок 7 задержки.Работа схемы поясняется эпюрамифиг.2 и 3. Вырабатываемые генератором 13 импульсы (фиг.2 а) после прохождения через делитель 8 частоты(фиг.26, За) запускают генератор 2генератор 5 и с задержкой Сз - блок10 формирования строба (фиг.2 г).Под воздействием выходного напряжения генератора 2 формируется сигнал генератора 1 высокой частоты(фиг.2 в, кривая 14), который, пройдячерез исследуемый четырехполюсник,задерживается на величину 3 (фиг.2 вкривая 15), Формирование строба вблоке 10 заканчивается под воздействием импульса генератора 13, предшествующего очередному импульсу делителя 8, что обеспечивает стабильность длительности строба (фиг.2 д,Зб) . где ВГТ где ьц - верхний предел измеренияГВЗ.лВо время обратного хода пилы о разностная частота изменяется и может внести погрешности в измерение. С целью исключения этих погрешностей на индикаторе 12 сигнал с помощью ключа 11 пропускается только во вре - мя прямого хода пилы и ограничивается длительностью строба. Для этого начало строба задерживается блоком , 7 задержки на величину 55 На индикаторе 12 может наблюдаться или полный период разностной частоты за длительность строба (фиг,2 е) ипи его часть (фиг.Зв), ,Во втором случае генератор 5 ступенчатого напряжения вырабатывает 44 4напряжение, амплитуда ступеньки" которого может меняться (фиг.Зг). Это изменяет сдвиг фазы сигнала в фазовращателе 4 с каждым импульсом делителя 8 частоты, в результате форма напряжения сигнала разностной частоты на индикаторе 12 может изменяться, преобразуясь из хаотической (фиг.Зд, участок 1) в синусоидальную (фиг.Зд, участок 2).Раэностная частота на выходе смесителя 6, как видно иэ фиг.2 в, определяется крутизной пилы и временем запаздывания сигнала по сигнальному входу смесителя и может быть определена из выражения- величина девиации частоты- период перестройки пилообразного напряжения,г"об - время обратного хода пилообразного напряжения,л- время запаздывания сигналав исследуемом четырехполюснике.Период Т определяется периодом следования импульсов генератора 13 и коэффициентом деления делителя 8:Т=пТ (2) где и - коэффициент деления делителя 8 (любое целое числобольше 2),Т - период следования импуль-.Мсов генератора 13. Период следования Т выбираетсяиз условия: с. = Т (4) Формирование строба заканчивается под воздействием иимпульса генератора 13, а длительность строба равна:Т - с - Т, (5) Используя выражения (2) и (4), полу- чимст = (и) Тцстр , И еГВЗ. исследуемого четырехполюсникаможет быть определено из выражения(8)где Тр - период сигнала раэностнойчастоты. в котором значением ь можно прелнебречь, так как с ( Т. В процессе измерения устанавливают длительность развертки индикатора 12а затем С учетом выражений (2), (6) и (8) выражение (7) может быть преобразованол п(и) ьйЕсли период сигнала разностной частоты больше длительности развертки, то длительность развертки увеличивают, а затем после получения на индикаторе разностного сигнала уста- навливают г.р ъ Т р (1 О)В этом случае выражение (7) с помощью выражений (2), (6) и (10) можетбыть преобразовано1187144 Составитель М.Катановактор С.Патрушева Техред З.Палий ктор А,Зимокос Подписно Филиал ППП "Патент", г. Ужгород, ул. Проектная аказ 6549/53 Тир ВНИИПИ Государс по делам изоб 113035, Москва, Ж, ж 405венноетенийРаушс комитета ССС открытий наб., д. 4/