Компенсаційний вимірювач групового часу запізнення чотирьохполюсників

Изобретение относится к области измерительной техники и может найти применение для измерения группового времени запаздывания (ГВЗ) четырехполюсников. Известно устройство измерения групповой задержки [Авт.св. СССР № 375621], содержащее два перестраиваемых генератора, два сумматора, два амплитудных детектора, исследуемый четырехполюсник эталонный четырехполюсник, фазовращатель и фазометр. Недостатками указанного устройства являются нестабильность сформированного испытательного сигнала в диапазоне низких и инфранизких частот, дополнительная погрешность измерения за счет неидентичности фазовых характеристик каналов, а также низкое быстродействие. Наиболее близким по технической сущности к изобретению является устройство для измерения группового времени запаздывания [Авт.св. СССР № 736041], содержащее генератор качающейся частоты, делитель частоты, амплитудный модулятор, исследуемый четырехполюсник, два амплитудных детектора, преобразователь "фаза -длительность импульса" и измеритель временных интервалов, причем выход генератора качающейся частоты подключен к первому входу амплитудного модулятора и входу делителя частоты, выход делителя частоты подключен ко второму входу амплитудного модулятора, выход амплитудного модулятора подключен ко входам исследуемого четырехполюсника и второго амплитудного детектора, выход исследуемого четырехполюсника подключен ко входу первого амплитудного детектора, выходы первого и второго амплитудного детектора подключены ко входам преобразователя "фазадлительность импульса", к выходу которого подключен измеритель временных интервалов. Недостатками указанного устройства являются узкополосность, уменьшение разрешающей способности при увеличении частоты, а также дополнительная погрешность измерения за счет неидентичности фазовых характеристик каналов и нарушения симметрии группового сигнала. В основу изобретения поставлена задача усовершенствования компенсационного измерителя группового времени запаздывания четырехполюсников, в котором за счет формирования двухчасто тного испытательного сигнала, введения цепи компенсации внесенного фазового сдвига и периодической коммутации исследуемого четырехполюсника, а также автоматизации управления измерителем временных интервалов, обеспечивается исключение дополнительной погрешности измерения за счет неидентичности фазовых характеристик каналов, нарушения симметрии группового сигнала и нестабильности частоты модуляции, и за счет-этого повышаются точность и разрешающая способность измерения группового времени запаздывания четырехполюсников в диапазоне частот. Поставленная задача решается тем, что в компенсационном измерителе группового времени запаздывания четырехполюсников, содержащем последовательно соединенные генератор качающейся частоты и амплитудный модулятор, первый амплитудный детектор, выход которого соединен с первым входом преобразователя "фаза г длительность импульса", второй амплитудный детектор и измеритель временных интервалов, согласно изобретению введены первый и второй электродвигатели, высокостабильный источник питания, электронный ключ, формирователь коммутирующи х импульсов, индукционный фазовращатель, фильтр низких частот, усилитель постоянного тока и преобразователь "угол поворота -код", причем роторная обмотка амплитудного модулятора соединена с первым электродвигателем, подключенным к высокостабильному источнику питания, первый выход амплитудного модулятора подключен ко входу исследуемого четырехполюсника и первому входу электронного ключа, а второй выход - ко входу второго амплитудного детектора, выходы исследуемого четырехполюсника и электронного ключа соединены со входом первого амплитудного детектора, выход второго амплитудного детектора соединен со входами формирователя коммутирующи х импульсов и индукционного фазовращателя, выход индукционного фазовращателя соединен со вторым входом преобразователя "фаза - длительность импульса", выход которого через фильтр низких частот и усилитель постоянного тока соединен со вторым электродвигателем, второй электродвигатель соединен с роторной обмоткой индукционного фазовращателя и преобразователем "угол поворота - код", выход которого подключен к первому входу измерителя временных интервалов, выход формирователя коммутирующих импульсов соединен с управляющими входами электронного ключа и измерителя временных интервалов. На чертеже представлена структурная схема компенсационного измерителя группового времени запаздывания четырехполюсников. Компенсационный измеритель группового времени запаздывания четырехполюсников содержит генератор качающейся частоты 1, последовательно соединенный с амплитудным модулятором 2, выполненным на первом синусно-косинусном вращающемся трансформаторе (СКВТ) с роторной 3 и статорными косинусной 4 и синусной 5 обмотками, первый электродвигатель 6, механически соединенный с роторной обмоткой 3 амплитудного модулятора 2 и подключенный к высокостабильному источнику питания 7, исследуемый четырехполюсник 8, вход которого подключен к первому выходу амплитудного модулятора 2, электронный ключ 9, первый вход которого подключен ко входу исследуемого четырехполюсника 8, первый амплитудный детектор 10v ко входу которого подключены выходы исследуемого четырехполюсника 8 и электронного ключа 9, второй амплитудный детектор 11, вход которого подключен ко второму выходу амплитудного модулятора 2, формирователь коммутирующи х импульсов 12, вход которого подключен к выходу второго амплитудного детектора 11, индукционный фазовращатель 13, выполненный на цепи 90°-ного фазового сдвига 14 и втором СКВТ 15 с роторной 16 и статарными косинусной 17 и синусной 18 обмотками, причем вход косинусной 17 обмотки статора подключен к выходу второго амплитудного детектора 11 непосредственно, а вход синусной 18 обмотки статора - через цепь 90°-ного фазового сдвига 14, преобразователь "фаза - длительность импульса" 19, к первому входу которого подключен выход первого амплитудного детектора 10, а ко второму входу - вы ход индукционного фазовращателя 13 (роторная 16 обмотка второго СКВТ 15) Фильтр низких частот 20, вход которого подключен к выходу преобразователя "фаза - длительность импульса" 19, а выход - через усилитель постоянного тока 21 подключен ко входу второго электродвигателя 22, выход второго электродвигателя 22 механически соединен с роторной 16 обмоткой второго СКВТ 15, преобразователь "угол поворота - код" 23, вход которого механически соединен с выходом второго электродвигателя 22, измеритель временных интервалов 24, первый вход которого подключен к выходу преобразователя "угол поворота - код" 23, а управляющий вход соединен с выходом формирователя коммутирующи х импульсов 12 и управляющим входом электронного ключа 9. Устройство работает следующим образом. Напряжение с выхода генератора качающейся частоты 1, которое можно записать в виде U 1(t)=Um1coswt, подается на ротор 3 амплитудного модулятора 2. В результате вращения ротора 3 с угловой скоростью Ω, которая с высокой точностью определяется напряжением высокостабильного источника питания 7, взаимные индуктивности между статорными и роторной обмотками изменяются во времени и равны M1(t)=McosWt и M2(t)=MsinWt, так как статорные обмотки 4 и 5 амплитудного модулятора 2, который выполнен на первом СКВТ, сдвинуты в пространстве на 90° Ток в роторной обмотке 3 при питании ее от источника напряжения U i3 = m sinwt. wL будет равен Так как W