173869. lajstromszámú szabadalom • Kapcsolási elrendezés fáziszaj tetszőleges számú periódusidőn belül felvett értékeinek meghatározására, különösen fázisjitter és fázisugrás mérésére
7 173869 8 jelöltünk. Az Si pozitív jel feszültségből úgy hozunk létre a feszültségértékkel arányos szélességű impulzust, hogy a nullától felfelé haladó R háromszögfeszültségből kimetsszük a komparálási P pontig tartó szakaszt. Ezt az impulzust a A.F.B logikai szorzás eredménye adja. A 100 ÉS kapu kimenetén ez az impuzus már levehető. Az S2 negatív jelfeszültségből hasonlóképpen képezhetünk szélességmodulált impuzust. A mérés itt az R háromszögfeszültség minden nullától lefelé, haladó szakaszán történik. Ezt a szakaszt az A. F impulzusok jelölik ki. Tekintettel arra, hogy az S2 negatív jelfeszültség esetén a B impulzus éppen a Q pont, azaz a tí időpont után válik 1-es értékűvé, a nullától a Q pontig tartó szakasz kijelöléséhez a B impulzus inverzét kell felhasználni. A szélességmodulált impulzust így az A.F.B logikai szorzás adja, és az a 105 ÉS kapu kimenetén jelen van. A mérendő jelekkel arányos szélességű impulzusokkal a 110ésall5ÉS kapuk révén kapuzzuk a 60 órajelgenerátor óraimpulzusait és a 65 időalap generátor időzítő T jelét. A 60 órajelgenerátor frekvenciáját úgy választottuk meg, hogy 15°-os jitterhez tartozó S jel esetében a kimeneti impulzus időtartama alatt a 62 kimenetről 150 db órajelimpulzus érkezzen, így minden órajelimpulzus 0 l°-os jittemek felel meg. A 110 ÉS kapu kimenetén megjelenik a pozitív jitterhez tartozó szélességmodulált E+ órajelsorozat, a 115 ÉS kapu kimenetén pedig a negatív jitterhez tartozó E'órajelsorozat. A pontosság növelése érdekében a 60 órajelgenerátor 61 szinkronjel bemenete az A négyszögfeszültség impulzusokkal van szinkronizálva, hogy az R háromszögfeszültség minden nullátmenetét követően mindig azonnal és ugyanakkor kezdődjön az első órajelimpulzus. A 45 impulzusszélességmodulátor úgy hozza létre a szélességmodulált impulzusokat, hogy a pozitív és negatív jitterhez tartozó értékek időben és hely szerint is külön-külön rendelkezésre állnak. A hagyományos PLL rendszertől célszerű úgy eltérni, hogy a 30 feszültségvezéreit oszcillátor frekvenciáját a mérőfrekvencia n-szeresére választjuk meg. Ha n = 4, akkor az oszcillátorfrekvencia és a mintavételi frekvencia egyaránt 4080 Hz lesz. Ez már elegendően nagy ahhoz, hogy a 300Hz-es maximális frekvenciájú jitter mérésében számottevő mintavételi hiba ne keletkezzék. A 35 frekvenciaosztó az eredeti frekvenciát kimenetén helyreállítja, és a PLL hurkot zárja. A 75 ablakkomparátor úgy van beállítva, hogy 77 „megy” kimenetén csak akkor jelenik meg a mérést engedélyező feszültség, ha a mérendő jel szintje a szabványos —40 dBm és +10 dBm között van. A 6 és 7 feszültségforrásokhoz csatlakozó 3 és 4 pontenciométerekkel ez a szinttartomány beállítható. A határ bármely irányú túllépése esetén a 76 vagy 78 kimenetek letiltó jelet adnak, a helytelen szintet pedig optikai úton kijelzik. A 65 időalap generátor impulzusainak hosszát, valamint a mérési üzemmódot a 70 vezérlő és üzemmódbeállító egység révén állíthatjuk be. A 2. ábrán láthatjuk, hogy az E+ésE‘ órajelsorozat impulzusokat vezető vonalak Kl, K2 és K3 üzemmódkapcsolókon keresztül csatlakoznak a 111 és 112 kimenetéhez. A KI és K2 üzemmódkapcsolók együtt mozognak, J állásban jitter H (hits) állásban pedig fázisugrás mérést állítanak be. A 2. ábrán vázolt J állásban a 110 ÉS kapu kimenete a 111 kimenetre, a 115 ÉS kapu kimenete pedig a 112 kimenetre csatlakozik. H állásban a 112 kimenetről a vezérlés lekapcsolódik, a 111 kimenetre pedig a K3 üzemmódkapcsoló helyzetétől függően a pozitív, a negatív, vagy a 125 VAGY kapu révén a pozitív és negatív órajelimpulzusok jutnak el. A fentiek alapján láthatjuk, hogy az impulzusszélesség modulátor alkalmazásával mind a fázisjitter, mind pedig a fázisugrások mérését azonos áramkörökkel lehet megoldani, és az a tény, hogy a PLL rendszerből a szélességmodulációhoz szükséges nagy pontosságú földszimmetrikus lineáris háromszögei közvetlenül levehető, az impulzusszélesség modulátor kapcsolását csak néhány kombinációs alapáramkörre egyszerűsíti. A létrehozott szélességmodulált impulzusok kiértékelése a követelményektől függően számos változatban megöl dható. A 4. és 5. ábrák kapcsán egy-egy ilyen előnyös megoldást ismertetünk. A 4. ábrán vázolt kiértékelő egységnél a pozitív és a negatív szélességmodulált impulzusok feldolgozása külön-külön, de azonos áramkörökkel történik. Ezek az áramkörök 130 és 150 számlálót, 135 és 155 digitális komparátort, 140 és 160 átmeneti tárolót, 145 digitális összeadót tartalmaznak. A fázisugrások méréséhez 170 fázisugrás számlálót és 165 fázisküszöbbeállító egységet használunk fel, továbbá a K4 és K5 üzemmódkapcsolókat. A digitális információ megjelenítéséhez a K5 üzemmódkapcsoló kimenetével összekötött bemenetű 175 átmeneti tárolót, 180 dekódert és az 55 digitális kijelző egységet használjuk fel. Az áramkör működése a következő. Minden mintavételi periódus pozitív mérési szakaszában a 111 kimeneten keresztül (2. ábra) az E+ órajelsorozat impulzusok a 130 számláló 131 bemenetére érkeznek, és a 130 számláló 133 kimenetén a beérkező impulzusok számának megfelelő kódolt információt jelenít meg. A mérési szakaszt követő kiértékelési szakasz során a 135 digitális komparátor összehasonlítja a 137 és 136 bemenetéin levő kódolt számokat. Abban az esetben, ha a 136 bemeneten levő számérték nagyobb a 137 bemeneten levőnél, akkor a 138 kimenetre impulzust küld. Ez az impulzus a 140 átmeneti tároló 143 engedélyező bemenetét vezérli, és a 130 számláló által megszámlált impulzusok számát a K4 üzemmódkapcsolón és a 141 jelbemeneten keresztül a 140 átmeneti tároló tárolni fogja. A következő mérési periódus során a 135 digitális komparátor a megszámlált impulzusokat a 140 átmeneti tárdóban levő és annak 142 kimenetén megjelenő számmal hasonlítja össze, és csak akkor ad engedélyt a 140 átmeneti tároló tartalmának megváltoztatására, ha a 130 számláló számértéke a tárolt értéknél nagyobb. Ez a folyamat a 65 időalap generátorral meghatározott mérési ideig folytatódik, és a 140 átmeneti tárdóban mindig a legnagyobb pozitív fázisjittemek megfelelő kódolt szám van beírva. 5 10 15 20 25 30 35 40 45 50 55 60 65 4
