10.10. Вимірювання характеристик групового часу запізнювання
Результати виміру фазочастотної характеристики (§ 10.6) можуть бути використані для визначення так званого групового часу запізнювання . Він характеризує не різницю фаз переданого сигналу на прийомі стосовно передачі, а швидкість зміни цієї різниці фаз у залежності від переданих частот. Математично він представляється як перша похідна від кута зсуву b по кутовій частоті , а якщо взяти досить малі збільшення, то b . Таким чином, «по точках» може бути знайдене при будь-якому способі вимірюванні кута b = (f).
Рисунок 15 – Визначення групового часу запізнення по кривій амплітудно-модульовного коливання
Частіше груповий час запізнювання визначається зсувом фази огинаючої амплітудно-модульованого коливання при проходженні його через чотириполюсник, про час запізнювання в якому йде мова. Таким чином, F, де - несуча, а —модулююча кутові частоти.
Щоб автоматично одержати частотну характеристику групового часу запізнювання (який нормується для всіх каналів, призначених для передачі дискретної інформації), застосовують вимірники групового часу запізнювання. Принцип їхньої роботи пояснюється схемою рисунка 10.16.
Р
ис.
10.16.
Спрощена схема вимірника групового
часу запізнюванні
Так як (аналогічно іншим панорамним приладам) зміною частоти ГКЧ керує той же генератор пилкоподібної напруги ГР, що впливає на горизонтально відхиляючі пластини ЕПТ, то по осі X ЕПТ утвориться масштаб частот. З виходу генератора ГКЧ на вхід модулятора М надходять коливання, що змінюються по частоті в деякому діапазоні хитання. На цей же модулятор надходять коливання з виходу генератора низької частоти ГНЧ, амплітуда і частота яких строго фіксовані. Промодульовані по частоті й амплітуді коливання після модулятора підсилюються і надходять на вхід випробуваного чотириполюсника ИЧ. З виходу ИЧ на детектор Д надходять коливання з огинаючою низької частоти, зсунуті деяким чином по фазі щодо коливань генератора НЧ модулювавшого ГКЧ. Резонансний підсилювач, включений після детектора, забезпечує необхідну амплітуду цієї зсунутої огинаючої, поступаючої далі на обмежувач Огр2.
З виходу цього обмежувача знімаються прямокутні імпульси, що надходять на фазовий детектор ФД, напруга, на виході якого пропорційна фазі коливання, що надійшло на вхід. З іншого боку, на другий вхід фазового детектора подаються з виходу обмежувача Огр1 прямокутні імпульси, сформовані з надійшовших на його вхід коливань генератора НЧ.
Таким чином, з виходу фазового детектора знімається дві напруги: одна пропорційна опорній фазі, що відповідає коливанням ГНЧ, а друга — зсуву фази огинаючої щодо опорної фази, що утворилися за рахунок властивостей випробуваного чотириполюсника, тобто пропорційно груповому часу запізнювання в цьому чотириполюснику для кожної з частот, що є присутньою у сигналі, видаваному ГКЧ.
Таким чином, переміщення променя ЕПТ по вертикалі для кожної з частот діапазону ГКЧ виявиться пропорційним груповому часу запізнювання на цій частоті. На екрані утворяться практично горизонтальна пряма, що відповідає опорній фазі, і деяка зсунута по вертикалі щодо цієї прямої крива, відстань точок якої від опорної прямої пропорційна груповому часові запізнювання на відповідній частоті. Шкала по вертикалі може бути проградуйована безпосередньо в мікросекундах за допомогою каліброваного фазообертача.
Звичайно визначається не абсолютний, а відносний груповий час, коли зіставляється зсуви фаз на кожній з частот ГКЧ порівняно зі зсувом фази деякої опорної частоти, що обирається або в середині досліджуваної смуги частот, або як частоти з найбільшою амплітудою напруги.
При вимірі ГВЗ деякої лінії, коли передавальна частина приладу знаходиться на одній станції, а приймальна на іншій, передача інформації про фазу опорної частоти до приймача і синхронізація роботи передавача і приймача представляють складну задачу і вирішуються різними способами. При цьому доводиться рахуватися з випадковими перервами передачі вимірювального сигналу через різний рід переключень коригувальних пристроїв, можливих при настроюванні трактів зв'язку. Відновлення робочого стану приладів при таких випадкових перервах — важлива характеристика приладів для виміру характеристики ГВЗ.
На рисунку 10.17а показане зображення ГВЗ на екрані ЕПТ для телевізійного каналу, а на рисунку 10.17б — для стандартного телефонного каналу. Припустимі відхилення ГВЗ доп повинні, бути витримані (рисунок 10.17а) в усьому діапазоні переданих частот. На рисунку 10.17б дані припустимі значення ГВЗ і виміряні (для справного каналу).
Рис. 10.17. Частотні характеристики ГВЗ: а) для телевізійного каналу; б) для каналу ТЧ
В даний час для вимірювання ГВЗ застосовують прилади Ф4-10 (для спектра 0,2 — 20 МГц) і Ф4-11 (для спектра 10 — 2100 кГц).
Граничне значення групового часу запізнювання в каналі тональної частоти провідних і радіорелейних систем між найбільш віддаленими вузлами магістральної мережі не повинне перевищувати 90 мс (при супутниковому зв'язку 390 мс, з них 300 на космічний канал).
Крім ГВЗ, при передачі дискретних сигналів приходиться враховувати виникаюче унаслідок впливу різних випадкових причин тремтіння фази (фазові флуктуації) переданих імпульсів. Для контролю цих паразитних змін фази розробляються спеціальні прилади. Наприклад, для системи ІКМ-120 призначений вимірник фазового тремтіння. Він забезпечує як вимір тремтіння фази безперервної послідовності імпульсів тактової частоти 2048 кГц±6·10-5 (без зовнішнього опорного сигналу), так і вимір тремтіння фази регулярних і кодових імпульсних послідовностей у контрольній точці станційного регенератора лінійного тракту зі швидкістю передачі 8448 кБіт/с. Максимальна величина вимірюваного фазового тремтіння складає 20% періоду тактової частоти.