SU1112329A1 - Устройство дл поверки измерителей группового времени запаздывани - Google Patents

Abstract

УСТРОЙСТВО ДЛЯ ПОВЕРКИ ИЗМЕРИТЕЛЕЙ ГРУППОВОГО ВРЕМЕНИ ЗАПАЗДЫВАНИЯ , содержащее два модул тора, первый из которых вторым входом подключен к выходу образцовой линии задержки , а выходом - к первой клемме дл  подключени  входа измерительного канала повер емого измерител , первый амплитудный детектор выходом соединен с входом первого фильтра , второй модул тор выходом подключен через последовательно соединенные второй амплитудный детектор и второй фильтр ко второй клемме дл  подключени  входа опорного канала повер емого измерител , отличающеес  тем, что, с целью повьшени  точности поверки измерителей в диапазоне высоких и сверхвысоких частот, в него введены генераторы высокой и низкой частот, два сумматора, два-амплитудных детектора, два фильтра и два усилител  с регулируемыми коэффициентами усилени , причем генератор высокой частоты выходом подключен одновременно к первым входам первого и второго модул торов , выход генератора низкой частоты подключён неп(эсредственно к первьм входам первого и второго сумматоров , выход первого сумматора подключен к входу образцовой линии задержки, а также через последовательно соединенные третий амплитудный детектор и третий фильтр - к управл ющему входу первого усилител  с регулируемым коэффициентом усилени , сигнальным входом подключен (/) ного к выходу первого фильтра, а выходом - ко второму входу первого сумматора, вход первого амплитудного детектора соединен с первой клеммой дл  подключени  входа измерительного канала повер емого измерител , а выход второго сумматора подключен к второму входу второго модул тора, а также через последо- вательно соединенные четвертки амплитудный детектор и четвертый фильтр - к управл ющему входу второго усилител  с регулируемым коэффициентом усилени , сигнальным входом подключенного ко второй клемме дл  подключени  опорного канала повер емого измерител , а выходом - ко второму входу второго сумматора..

Description

Изобретение относитс  к измерительной технике и может найти широкое практическое применение дл  поверки измерителей группового времени запаздывани . Известно устройство поверки измерителей группового времени запаздывани , содержащее отрезки коаксимального кабел  нормальной или специальной конструкции и р д регулиру емых сопротивлений иагруэкн ij . Недостатком этого устройства  вл етс  низка  точность поверки, обу ловленна  сложностью согласовани  кабел  и нагрузки в широком диапазоне частот. Известно также устройство, содер жащее повер емый измеритель группового времени запаздывани , первым в ходом подключенным через последовательно соединенные первый амплитудный детектор,первый фильтр и образцовую линию задержки к одному из вх дов первого модул тора, вторым входом соединенного со BTOIJBIM входом второго модул тора и вторым выходом повер емого измерител  группового времени запаздывани , выход первого модул тора соединен с первой клеммо дл  подключени  входа измерительного канала повер емого измерител , третий выход которого подключен к первому входу второго модул тора, в ходом подключенным через последовательно соединенные второй амплитудный детектор и второй фильтр к второй клемме дл  подключени  входа опорного канала повер емого измерител  2 , Недостатком известного устройств  вл етс  возникновение в диапазоне высоких и сверхвысоких частот дополнительной погрешности, обусловленной флюктуацией частотной неравномерности группового времени запаздывани  вход щих в устройство уз лов. Целью изобретени   вл етс  повыщение точности поверки измерителей группового времени запаздывани  в Диапазоне высоких и сверхвысоких частот. Пос тавленна  цель достигаетс  те что в устройство дл  поверки измерителей группового времени запаздывани , содержащее два модул тора, первый из которых вторым входом под ключен к выходу образцовой линии задержки , а выходом - к первой клемме дл  подключени  входа измерительного канала повер емого измерител , первый амплитудный детектор выходом соединен с входом первого фильтра, второй модул тор выходом подключен через последовательно соединенные второй амплитудный детектор и второй фильтр ко второй клемме дл  подключени  входа опорного канала повер емого измерител , введены генераторы высокой и низкой частот, два сумматора , два амплитудных детектора, два фильтра и два усилител  с регулируемыми коэффициентами усилени , причем генератор высокой частоты подключен одновременно к первым входам первого и второго модул торов, выход генератора низкой частоты подключен непосредственно к первым входам первого и второго cyм :aтopoв, выход первого сумматора подключен к входу образцовой линии задержки, а также через последовательно соединенные третий амплитудный детектор и третий фильтр - к управл ющему входу первого усилител  с регулируемым коэффициентом усилени , сигнальным входом подключенного к выходу первого фильтра, а выходом - ко второму входу первого сумматора, вход первого амплитудного детектора соединен с первой клеммой дл  подключени  входа измерительного канала повер емого измерител , а выходом второго сумматора подключен к второму входу второго модул тора, а также через последовательно соединенные четвертый амплитудньй детектор и четвертый фильтр - к управл ющему входу второго усилител  с регулируемым коэффициентом усилени , сигнальным входом подключенного ко второй клемме дл  подключени  опорного канала повер емого измерител , а выходом - ко второму входу сумматора. На чертеже приведена структурна  схема устройства дл  поверки измерителей rpyjinoaoro времени запаздывани . Устройство содержит генератор 1 высокой частоты, первый модул тор 2, генератор 3 низкой частоты, первый сумматор 4, образцовую линию 5 задержки с блоком коммутации, клемму 6 дл  подключени  входа измерительного канала повер емого измерител .

первый амЛлнтудный детежгор 7, первый фильтр 8, первмпг усилитель 9 с регулируемым козф(})нциентом усилени  второй амплитудный детектор 10, вто рой фильтр 11, второй сумматор 12, второй модул тор 13, третий амплитудный детектор 14, третий фильтр 15, вторую клемму 16 дл  подключени  входа опорного канала повер емого измерител  группового времени запаздывани , второй усилитель 17 с регулируемым коэффициентом усилени , четвертый дмплитудный детектор 18 и четвертый фильтр 19.

Генератор 1 высокой частоты выходом подключен к одному из входов модул тора 2, второй вход которого подключен к выходу генератора 3 низкой частоты через последовательно соединенные первый сумматор 4 и образцовую линию 5 задержки, выход модул тора 2 через последовательно соединенные клемму 6 дл  подключени  входа измерительного канала повер емого измерител , первый детектор 7 и первый фильтр 8 подключен к сигнальному входу первого усилител  9 с регулируемым коэффициентом усилени , выход которого подключен к второму входу первого сумматора 4, выходом подключенного через последовательно соединенные третий детектор 14 и третий фильтр 15 к управл ющему входу первого усилител  9 с регулируемым коэффициентом усилени  второй сумматор 12 первым входом под ключен к выходу генератора 3 низкой частоты, а выходом - к одному из входов второго модул тора 13, вторым входом соединенного с выходом генератора 1 высокой частоты, выход второго модул тора 13 через последовательно соединенные второй детектор 10, второй фильтр 11 и вторую клемму 16 дл  подключени  входа опор ного канала повер емого измерител  подключен к сигнальному входу второго усилител  17с регулируемым коэффициентом усилени , выход ко-i торого подключен к второму входу второго сумматора 12, выходом подключенного через последовательно соединенные четвертый детектор 18 и четвертый фильтр 19 к управл ющему |входу второго усилител  17с регулиjpyeMbiM коэффициентом усилени .

Принцип действи  устройства поверки заключаетс  в следующем.

1124294

Высокочастотны сигнал с выхода генератора 1 высокой частоты поступает на первый вход модул тора 2. В качестве модулирующей функции вы5 сокочастотного сигнала служит сигнал, поступающий на второй вход модул тора 2 с выхода генератора 1 низкой частоты через первый сумматор 4 и образцовую линию 5 задержки, Выход10 ной сигнал модул тора 2 можно представить в виде .

вы т, Ь « 5 n Ql -qio+q), t SZC Wt

(1)

Из выражени  (1) следует, что огибающа  испытательного сигнала кроме начального фазового сдвига с и времени задержки, вносимого образцовой линией задержки 5, содержит также дополнительный фазовый сдвиг

20 ( ,, вносимый модул тором 2, который обусловлен неравномерностью его фазочастотной характеристики. Это приводит к тому, что при поверке измерителей в диапазоне высоких и сверх5 высоких частот про вл етс  значительна  флюктуаци  частотной неравномерности группового времени запаздывани  испытательного сигнала. Дл  стабилизации этой не.равномер0 ности и ее уменьшени  испытательный сигнал поступает на вход детектора 7, на выходе которого с помощью фильтра 8 вьщел етс  перва  гармоника огибающей . Так как флюктуаци  частотной

5 неравномерности группового времени запаздывани  про вл етс  в изменении фазы огибающей относительно фазы Cfo модулирующего сигнала, то выделечна  на вьосоде фильтра 8 огиба0 юща  поступает через усилитель 9 с регулируемым коэффициентом усилени  на второй вход сумматора 4, выходное . напр жение которого с учетом инвертировани  огибающей на выходе уси5 лител  9 можно представить в виде

II II Li -L U,s;nCc,-q of;zt n

UdUSin mt-afctrf-rr-T:- /2V

L Uo-U,co5Cq,)J.

Учитыва , что (p - q)jj« 1 и принима  0 в начальный момент времени 2 - О, выражение (2) можно представить в . виде

U4 (4,-cf),

5 ,где U - амплитуда выходного напр жени  сумматора 4, котора   вл етс  посто нной при изменении фазы Cp-j модулирующего сигнала.

Выходйое напр жение сумматора 4 поступает через образцовую линию 5 задержки на второй вход модул тора 2 ,.

а также непосредственно на вход детектора 14, на выходе которого с помощью фильтра 15 выдел етс  посто нное напр жение, которое служит в качестве регулирующего напр жени  и подаетс  на управл ющий вход .усилител  9 с регулируемым коэффициентом усилени .

При посто нстве амплитуды О выходного напр жени  сумматора 4 будет измен тьс  фаза напр жени  1) на выходе усилител  9 с регулируемым коз1фф1щиентсм усилени 

Uc,,-q)o -Oo5inUbqo)-ij ,5m(at+q)J.

Полага  начальную фазу модулируюего сигнала Cf О, получаем

1 и.и, /

q, arct -- sincf,.

Возникающа - при этом частотна  неравномерность группового времени запаздывани  может быть представлена в виде

л Ч UU.. .

(I)

Так как Cf « 1 и отношение С /SI 1 то выражение (3 принимает вид

it

(IV)

гр

где о - абсолютное значение группового времени запаздьгеани  узла формировани  испытательного сигнала.

Из выражени  (4) следует что при определенном выборе амплитуд напр жений U, и и UQ введенных узлов, образующих автоматическую систему регулировани , нар ду со стабилизацией осуществл етс  также и уменьшение частотной неравномерности группового времени запаздывани  блока формировани  испытательного сигнала LI(j/U-U pa3 по сравнению с его абсолютньм значением 2 .

Дл  компенсации возникающей частотной неравномерности группового времени запаздывани  выходной сигнал генератора 1 высокой частоты поступает на первый вход модул тора 13, в качестве модулирующей функции которого служит выходной сигнал генератора 3 низкой частоты, поступающий на второй вход модул тора 13 через первый вход сумматора 12.. Сформированный на выходе модул тора 13 испытательный сигнал имеет

вид, аналогичный сигналу (1), в ко-iOpoM также про вл ютс  флюктуации частотной неравномерности группового времени запаздывани . С целью ее стабилизации и уменьшени  выходной

сигнал модул тора 13 поступает на вход детектора 10, выходное напр жение которого после фильтрации фильтром 11 подаетс  одновременно на клемму 16 дл  подключени  входа опорного канала повер емого измерител , и на сигнальный вход усилител  17 с регулируемым коэффициентом усилени  поступает на второй вход сумматора 12, выходное напр жение которого

после детектировани  детектором 18 и фильтрации фильтром 19 поступает на управл ющий вход усилител  17с регулируемым коэффициентом усилени . Так как введенные во втором канале устройства поверки узлы образуют систему автоматического регулировани , идентичную по техническим характеристикам системе автоматического регулировани  фазового сдвига

в первом канале, то в этом канале также -нар ду со стабилизацией одновременно осуществл етс  и уменьшение частотной неравномерности группового времени запаздывани  по сравнению с его абсолютным значением во стол

ко же раз ,как и в первом канале. ; При подаче сформированных сигналов на входы повер емого измерител  происходит компенсаци  их частотных неравномерностей группового времени

запаздывани , а гюэтому точность поверки определ етс  только точностью образцовой линии 5 задержки.

Сравнительный анализ предлагаемого устройства с известным по техническим параметрам показывает, что поверка измерителей группового времени запаздывани  известного устройства в диапазоне высоких и сверхвысоких частот приводит к возникновению частотной неравномерности группового времени запаздывани  пор дка ±10 не, что соответствует относительной погрешности поверки, равной 2%. Введение в предлагаемое устройство дополнительных узлов создает две идентичные высокостабильные системы автоматического регулировани , с помощью которых осуществл етс  как ставнли:заци  частотных неравномсрностей группового времени запаздывани  в (Каждом из регулируемых каналов, так и ее уменьшение до величины пор дка ±.1 НС, что приводит к относительной погрешности поверки, равной 0,5%. 9 8 Таким образом, обеспечение стабилизации и уменьшение флюктуации частотной неравномерности группового времени запаздывани  испытательного сигнала позвол ет повысить точность пор« .рки.

Claims (1)

1. УСТРОЙСТВО ДЛЯ ПОВЕРКИ ИЗМЕРИТЕЛЕЙ ГРУППОВОГО ВРЕМЕНИ ЗАПАЗДЫВАНИЯ, содержащее два модулятора, пёрвый из которых вторым входом подключен к выходу образцовой линии задержки, а выходом - к первой клемме для подключения входа измерительного канала поверяемого измерителя, первый амплитудный детектор выходом соединен с входом первого фильтра, второй модулятор выходом подключен через последовательно соединенные второй амплитудный детектор и второй фильтр ко второй клемме для подключения входа опорного канала поверяемого измерителя, отличающееся тем, что, с целью повышения точности поверки измерителей в диапазоне высоких и сверхвысоких частот, в него введены генераторы высокой и низкой частот, два сумматора, два амплитудных детектора, два фильтра и два усилителя с регулируемыми коэффициентами усиления, причем генератор высокой частоты выходом подключен одновременно к первым входам первого и второго модуляторов, выход генератора низкой частоты подключён непосредственно к первым входам первого и второго сумматоров, выход первого сумматора подключен к входу образцовой линии задержки, а также через последовательно соединенные третий амплитудный детектор и третий фильтр - к управляющему входу первого усилителя с регулируемым коэффициентом уси- § ления, сигнальным входом подключенного к выходу первого фильтра, а выходом - ко второму входу первого сумматора, вход первого амплитудного детектора соединен с первой клеммой для подключения входа измерительного канала поверяемого измерителя, а выход второго сумматора подключен к второму входу второго модулятора, а также через последовательно соединенные четвертый амплитудный детектор и четвертый фильтр - к управляющему входу второго усилителя с регулируемым коэффициентом усиления, сигнальным входом подключенного ко второй клемме для подключения опорного канала поверяемого измерителя, а' выходом - ко второму входу второго сумматора..

   SU„„ И12329