172689. lajstromszámú szabadalom • Eljárás és kapcsolási elrendezés önszinkronizáló mintavételezésre
3 172689 4 késleltetve az 1/d ábrán látható impulzus sorhoz jutunk, mely a mintavételezést vezérli. A mintavételezés eredményeként kialakuló mintavételezett impulzus sor - 1/e ábra hullámformája - burkoló görbéje a mérendő nagyfrekvenciás jel alacsonyfrekvenciás alakhű mása. A mintavételezési eljárás tehát egy időlépték nyújtást eredményez, melynek mértéke a At paraméter érték beállításával szabályozható, illetve ennek ismeretében megadható az alacsonyfrekvenciás jelre az equivalens időlépték. Az ismert mintavételező rendszerek, melyek működési elve megegyezik az 1. ábra kapcsán ismertetett általános működési elvvel, többnyire a szinkronizálás módjában különböznek egymástól. A mintavételező rendszerek szinkronizálás módja szerinti csoportosításánál elsőnek a mérendő jelből indító jelet igénylő mintavételező rendszereket ismertetjük. Ebbe a kategóriába tartoznak a mintavételező (sampling) oszcilloszkópok, pl. a Hewlett Packard gyártmányú Model 1810 A,Model 1811 A stb., a Tekronix gyártmányú 1501 TDR oszcilloszkóp, az EMG-1555 oszcilloszkóp a type 1589-V-596 és a type 1589-U—56-os plug-inokkal, a Philips PM 3400 sampling oszcilloszkóp. A mérendő jelből indító jelet igénylő mintavételező rendszerek - melyek egyszerűsített tömbvázlata a 2. ábrán látható - működését az alábbiakban ismertetjük. A 2. ábra 1 bemenetére érkezik a mérendő jel. A mérendő jel a 2 szinkronjel kicsatoló egységen keresztül jut a 3 mintavételező áramkörre. A 2 szinkronjel kicsatoló egység a mérendő jelből szinkron jelet választ le (lásd 1/b ábra), mely a 6 szélessávú erősítő bemenetére kerül. A szinkron jel sávszélessége megegyezik a mérendő jelével. így a 2 szinkron jel kicsatoló egységnek, a 6 szélessávú erősítőnek és ennek kimenő jelét fogadó 8 frekvencia osztó áramkör bemenő fokozatának szükséges sávszélessége a készülék sávszélességénél nem lehet kisebb (néhány GHz). A 8 frekvencia osztó egység a szinkron jelet fázishelyesen (lásd 1/c ábra) a mintavételezés frekvenciájára osztja le. A szinkron jelekhez képest rendre At-vel eltolt mintavételezést vezérlő jelet (lásd 1/d ábra) a 9 gyorsfűrész generátor, 10 lépcsőgenerátor, 7 komparátor egységek állítják elő. így a megfelelő időpontban történő mintavételezéssel a 3 mintavételező áramkör előállítja a mérendő jel alacsonyfrekvenciás alakhű mását, mely erősítés, formálás után a készülék 5 kimenetén megkapható. Az equivalens időléptéket a 2. ábrán látható 10 lépcsőgenerátor kimenő jele adja, a mintavételező rendszer 11 kimenetére. A mérendő jelből indító jelet igénylő mintavételező rendszerek a gyakorlatban leginkább elteijedtek. Előnyük, hogy a mérendő jel periódusának tetszőlegesen beállítható tartományára esnek a mintavételező impulzusok. így a mérendő jel teljes periódusának vizsgálatán túlmenően annak tetszőlegesen kis része is kinagyítható léptékhelyesen és változatlan időfelbontással (mintasűrűség/időlépték). Ennek a megoldásnak hátránya egyrészt az, hogy a mérendő jelet a szinkron jel kicsatoló egységen keresztül kell vezetni, mely a mérendő jelet torzítja, ami erre a rendszerre jellemző mérési pontatlanságot eredményez. Hátrányos továbbá az, hogy a szinkron jel kicsatoló egységnek, a szélessávú erősítőnek és ennek kimenő jelét fogadó frekvencia osztó áramkör bemenő fokozatának szükséges sávszélessége és érzékenysége a teljes mintavételező rendszer sávszélességénél és érzékenységénél nem lehet kisebb. Néhány mV érzékenységű, GHz-nél nagyobb sávszélességű egységek igen bonyolultak és költségesek, a teljes mintavételező rendszer jelentékeny részét teszik ki. A mintavételező rendszereknek a szinkronizálás módja szerinti csoportosításánál a továbbiakban a folytonos időosztású mintavételező rendszereket ismertetjük. Ide tartozik a Hewlett Packard Model 8405 A vektor voltmérője, a Hewlett Packard Model 4815 A RF vektor impedancia mérője, a MIKI typ. PLV-1624 vektorvolt mérője, illetve a MIKI typ. PLSV-1624 fázisszinkronizált voltmérője. A folytonos időosztású mintavételező rendszerek - melyek egyszerűsített tömbvázlata a 3. ábrán látható - működése a következő. A mérendő jel közvetlenül a 3 mintavételező áramkör 1 bemenetére kerül (3. ábra 1 pontja). A mintavételezést egy visszacsatolt automatikus fázisszabályozó áramkör vezérli úgy, hogy a mérendő jel mintavételezett alacsonyfrakvenciás alakhű másának frekvenciája, a mérendő jel frekvenciájától függetlenül a 15 helyi oszcillátor frekvenciájával egyezzen meg. Az automatikus fázisszabályozó áramkör 14 fázis detektor, 15 helyi oszcillátor, 13 hurok szűrő, és 12 feszültség vezérelt oszcillátor egységekből áll. Bemenő jelét a mintavételező rendszer 5 kimenete adja, míg kimenő jele — a 12 feszültség vezérelt oszcillátor kimenő jele - a mintavezérlést vezérli. Mivel a mintavételezett alacsonyfrekvenciás jel frekvenciája mindig a 15 helyi oszcillátoréval egyezik meg, ezért az equivalens időalap folyamatosan változik a bemenő jel frekvenciájának függvényében. Ezért ez folytonos időosztású mintavételező rendszer. A folytonosiidőosztású mintavételező rendszereket csak speciális felhasználási területeken alkalmazzák. (Vektor voltmérő, vektor impedancia mérő stb.) Ennek oka elsősorban az, hogy a mérendő jelből indító jelet igénylő mintavételező rendszerekkel szemben, itt nem kell a mérendő jelet a szinkron jel kicsatoló egységen keresztül vezetni, hanem az közvetlenül a mintavételező áramkör bemenetére kerül. Kiesik tehát a szinkron jel kicsatoló egység által okozott mérési hiba. További előnye, hogy az előző rendszerhez képest nagyobb érzékenységgel rendelkezik. Ez abból adódik, hogy a mintavételezést vezérlő egységek itt nem a szélessávú mérendő jelből, hanem a mintavételezett alacsonyfrekvenciás megfelelően felerősített jelből kapják a vezérlést. Az érzékenység növelése így alacsonyfrekvenciás erősítéssel történik. Ehhez a mintavételező rendszerek mindegyikében alkalmazott erősítő formáló egység van felhasználva. Ezért itt szükségtelenné vilik az érzékenységet növelő speciális szélessávú erősítők alkalmazása. Hátránya a folytonos időosztásból eredően az, hogy az equivalens időalap a bemenő mérendő jel 5 10 15 20 25 30 35 40 45 50 55 60 65 2
