173869. lajstromszámú szabadalom • Kapcsolási elrendezés fáziszaj tetszőleges számú periódusidőn belül felvett értékeinek meghatározására, különösen fázisjitter és fázisugrás mérésére
5 173869 6 egysége csatlakozik. Az 1 adóegység önmagában ismert felépítésű és a 2 mérendő négypólusra az 0.91-es ajánlásban rögzített szinuszos, fázisingadozás és torzításmentes 1020Hz-es mérőfrekvenciát kapcsol, amelynek szintje 0 dBm és -30 dBm között beállítható. A mérendő négypólus kimenete 5 bemeneti egységhez csatlakozik, amely ismert illesztő, erősítő és sávszűrő elemeket tartalmaz. A fáziszajjal rendelkező mérőjel az 5 bemeneti egység kimenetén jelenik meg. Ez a kimenet egyrészt 10 nullátmenet detektor bemenetéhez, másrészt 75 ablakkomparátor 79 jelbemenetéhez csatlakozik. A 10 nullá tmenet detektor pontosan érzékeli a szinuszos mérőjel nullátmeneti pillanatait és kimenetén állandó amplitúdójú és a nullátmenetekkel időben egybeeső négyszögimpulzusokat kelt. A 10 nullátmenet detektor a mérőjel amplitúdómodulációját vagy amplitúdó ingadozásait kiszűri, és nincs szükség amplitúdóhatároló fokozat felhasználására. A mérendő jel fázisingadozásait fáziscsatolt hurokáramkörrel detektáljuk. A fáziscsatolt hurokáramkör 15 fázisfeszültség átalakítót, 20 erősítőt, 20 Hz-es határfrekvenciájú 25 első aluláteresztő szűrőt, 30 feszültségvezéreit oszcillátort és 35 frekvenciaosztót tartalmaz. A fáziscsatolt hurokáramkör 15 fázis-feszültség átalakítójának 16 első bemenete a 10 nullátmenet detektor kimenetével, 17 második bemenete pedig a 35 frekvenciaosztó kimenetével van összekötve. A fáziscsatolt hurokáramkör jelkimenetét a 20 erősítő kimenete képezi. Ehhez kapcsolódik a 40 második aluláteresztő szűrő, amelynek határfrekvenciája 300 Hz. A 40 második aluláteresztő szűrő kimenete 45 impulzusszélesség modulátor 43 jelbemenetével van összekötve. A 40 impulzusszélesség modulátor 48 kimenetén periodikusan olyan impulzussorozatot hoz létre, amelynek időtartama arányos a 43 jelbemeneten mérhető feszültség előjeles értékével. A 30 feszültségvezéreit oszcillátor 32 négyszögimpulzus kimenete és 31 háromszögimpulzus kimenete a 45 impulzusszélesség modulátor 47 négyszögimpulzusbemenetéhez és 46 összehasonlító bemenetéhez csatlakozik. A 45 impulzusszélesség modulátor 49 órajelbemenetéhez csatlakozik a 60 órajelgenerátor és 44 időzítő bemenetéhez a mérési idő kijelölésére a 65 időalap generátor is. A 48 kimeneten megjelenő szélességmodulált impulzussorozatot digitális úton 50 kiértékelő egység dolgozza fel, amelynek 51 kimenete 55 digitális kijelző egységhez csatlakozik. A kapcsolási elrendezés egységeit 70 vezérlő és üzemmódbeállító egység a beállított mérési módnak megfelelően vezérli. A 45 impulzusszélesség modulátor felépítését és működését a 2. és 3. ábrák, az 50 kiértékelő egységet pedig a 4. és 5. ábrák kapcsán ismertetjük. A 45 impulzusszélesség modulátor 80, 85 komparátort, 90 invertert, 95 kombinációs hálózatot, 100, 105, 110, 115 és 120 ÉS kapukat, 125 VAGY kaput és KI, K2, K3 üzemmódkapcsolókat tartalmaz, (2. ábra). A találmány szerinti kapcsolási elrendezés működését az impulzusszélességmodulált jelek létrehozásáig az 1—3. ábrák kapcsán ismertetjük. Az egyszerűség kedvéért tételezzük fel, hogy a 35 frekvenciaosztó osztási aránya éppen 1, és a 30 feszültségvezéreit oszcillátor normál frekvenciája megegyezik az 1 adóegység által kibocsátott 1020 Hz-es jelével. A PLL hurok a bevezetőben említett módon önmagában ismert és fázisjitter mérésre széleskörűen alkalmazzák. Amennyiben a PLL bemenetére vezetett jel frekvenciája a PLL befogási sávján belül változik, akkor a 30 feszültségvezéreit oszcillátor 32 négyszögimpulzus kimenetén a bemenetre vezetett jellel frekvenciában és fázisban megegyező négyszögjel mérhető. Ha a mérőjel frekvenciája a 20 Hz-es határfrekvenciájú 25 első aluláteresztő szűrő áteresztő sávján belül ingadozik, akkor a PLL hurok a bemeneti jel ingadozását követi. Gyors frekvencia-, illetve fázisváltozások esetén azonban a 15 fázisfeszültség átalakító kimenetén a fázisváltozással arányos, előjelhelyes kimeneti hibafeszültség jelenik meg. A 40 második aluláteresztő szűrő a 300 Hz-nél nagyobb frekvenciájú komponenseket kiszűri, így a 45 impulzusszélesség modulátor 43 jelbemenetén a 20 Hz—300 Hz közötti sávba eső fáziszaj jelenik meg. Ezt a mérendő feszültséget a továbbiakban S jelként említjük. A csúcsdetektor alkalmazása helyett az S jel érzékelése az alábbiak szerint történik. A 30 feszültségvezéreit oszcillátor 31 háromszögimpulzus kimenetén az oszcillátorfrekvenciával megegyező frekvenciájú, nagy linearitású R háromszögfeszültség, 32 négyszögimpulzuskimenetén pedig A négyszögfeszültség jelenik meg (3. ábra), amelyek egymáshoz képest 90°-kal eltolt fázisúak. Az R háromszögfeszültség képezi a 80 illetve 85 komparátorok 82 referencia bemenetének illetve 86 jelbemenetének, az S jel pedig a 80 komparátor 81 jel bemenetének a feszültségét. A 80 komparátor 83 kimenetén akkor jelenik meg logikai feszültség, amikor az S jel feszültségének értéke az R háromszögfeszültséget meghaladja. A 3. ábra legfelső diagramján szaggatott vonallal Sj. pozitív jel feszültséget, pontvonallal pedig S2 negatív jelfeszültséget tüntettünk fel. Az R háromszögfeszültség frekvenciája olyan nagy, hogy annak egy periódusa alatt az S jel csak igen kismértékben tud változni, így az S! és S2 pozitív és negatív jelfeszültségek egyidejűleg sosem jelenhetnek meg. A B impulzusok a háromszögjelből kimetszik az S jel feszültségénél kisebb tartományt. A 85 komparátor feladata az R háromszögfeszültség nullátmeneteinek detektálása és 88 kimenetén a pozitív tartománnyal egybeeső F impulzussorozat keltése. Ebből a célból a 85 komparátor referencia 87 bemenete null potenciálra, 86 jelbemenete pedig az R háromszögfeszültségre van kapcsolva. Tekintettel arra, hogy az A négyszögfeszültség és F impulzussorozat egymástól negyedperiódusra eltoltak, megfelelő kombinációjuk egy-egy negyedperiódust kijelöl. A 95 kombinációs hálózat négy kimenetén sorra megjelennek az X.F, A.F, A.F, és Ä.F impulzusok (3. ábra). Láthatjuk, hogy az A.F impulzusok kijelölik az R háromszögfeszültségnek a nullától fölfelé emelkedő szakaszát. A 3. ábrán a szemléltetés kedvéért ezen impulzusokat jobbirányú ferde vonalkázással jelöltük. Az R háromszögfeszültségnek nullától lefelé haladó szakaszát ezzel szemben az A.F impulzusok jelölik ki, amelyet a 3. ábrán balirányú vonalkázással 5 10 15 20 25 30 35 40 45 50 55 60 65 3
