Устройство для калибровки уровней высокочастотных сигналов

(19) (1 2 9905 1)4 С 01 К 35/ ОПИСАНИЕ ИЗОБРЕТЕ 4 йв ГОСУДАРСТВЕННЫЙ НОМИТЕТПО ИЗОБРЕТЕНИЯМ И ОТНРЫТИЯМПРИ ГКНТ СССР К АВТОРСКОМУ СВИ ЕТЕЛЬСТВ(71) Томский. институт автоматизированных систем управления и радиоэлектроники(54) УСТРОЙСТВО ДЛЯ КАЛИБРОВКИ УРОВНЕЙ ВЫСОКОЧАСТОТНЫХ СИГНАЛОВ(57) Изобретение относится к электроизмерительной технике и может бытьиспользовано для градуировки вольтметров, осциллографов, анализаторовспектра, а также при тестированиирадио- и телеприемных устройств.Цель изобретения - повышение точности установки уровня выходного сигнала - достигается тем, что значениепромежуточной частоты сигнала с выхода фильтра 15 промежуточной частоты поддерживается фиксированным и равным частоте кварцевого генератора21, а фазовая информация, заключенная в этих сигналах, сохраняется,так как одновременно изменяется частота управляющего сигнала на входахсмесителя 12 и строб-преобразователя11, тем самым исключая временную нестабильность точки считывания амплитуды выходного сигнала устройствав первом. строб-преобразователе 4Устройство также содержит опорныйгенератор 1, регулируемый делитель2 напряжения, развязывающий аттенюатор 3, элемент 5 памяти, буферныйкаскад 6, вольтметр 7 постоянногоФтока, делитель 8 частоты, электронноулравляемый Фавовращателе 9, фермере- (/)ватель 10 строб-импульсов, перестраиваемый генератор 13, усилитель-огра- Сничитель 14, фазовые детекторы 16 и20, фильтр 17 промежуточной частоты,интеграторы 19 и 22, фазовращатель18 на 90 . 1 ил.Изобретение относится к электроизмерительной технике и может бытьиспользовано для градуировки и поверки вольтметров, осциллографов,анализаторов спектра и т.д., тестирования радио- и телеприемных устройствсистем АСЧ в широком диапазоне частот и напряжений с высокой точностью.Цель изобретения - повышение точности установкн уровня напряжениявыходного сигнала устройства в широком диапазоне рабочих частот приплавной или любой дискретной перестройке частоты выходного сигнала. 15На чертеже изображена структурнаясхема предлагаемого устройства.Устройство содержит первый опорный генератор (ОГ) 1, регулируемыйделитель 2 напряжения, развязывающий 20аттенюатор 3, первый строб-преобразователь (СП) 4, элемент 5 памяти,буферный каскад 6, вольтметр 7 постоянного тока, делитель 8 частотыс переменным коэффициентом деления(ФПЧ), фазовращатель 18 на 90, первый интегратор 19, второй фазовыйдетектор (ФД) 20, второй опорный генератор (ОГ) 21 и второй интегратор 22,Первый ОГ 1 своим первым выходом 40через регулируемый делитель 2 напряжения соединен с выходной клеммой ивходом развязывающего аттенюатора3, выход которого подключен к первому входу первого СП 4, второй вход 45которого соединен с выходом ФСИ 10,а выход через последовательно соединенные элемент 5 памяти и буферныйкаскад 6 подключен к входу вольтметра 7 постоянного тока, выход второгоСП 11 через первый ФПЧ 17 подключенк входу фазовращателя 18 на 90 О,Второй выход первого ОГ 1 через последовательно соединенные ДПКД 8 иЭУФ 9 подключен к входу ФСИ 10,управляющий вход ЭУФ 9 через первыйинтегратор 19 поключен к выходу первого ФД 16, первый вход которогосоединен с выходом фазовращателя 18 на 90 , а второй вход соединен черезвторой ФПЧ 15 с выходом усилителяограничителя 14, вход которого со.единен с выходом смесителя 12, первыйвход которого соединен с входом развязывающего аттенюатора 3, а второйвход - с выходом электронно-подстраиваемого ПГ 13 и с первым входом второго СП 11, второй вход которого соединен с выходом ФСИ 10, а выход второго ФПЧ 15 подключен к первому входувторого ФД 20, второй вход которогосоединен с выходом второго ОГ 21, авыход через второй интегратор 22 подключен к управляющему входу электронно-подстраиваемого ПГ 13.Устройство работает следующим образом,В диапазоне частот 1 МГц - 1,5 ГГцнапряжение первого ОГ 1 представляетсобой сигнал диапазонного перестраиваемого генератора с нестабильностьючастоты 10 и через делитель 2 напряжения, служащий для установкиуровня выходного сигнала устройства,поступает на выход устройства и навыход первого СП 4 через развязывающий аттенюатор 3, который обеспечивает работу СП 4 на линейном участке амплитудной характеристики. Малоепаразитное прохождение строб-импульсов на выход устройства несущественно, так как их длительность оченьмала. Сигнал на выходе первого СП 4представляет собой постоянное напряжение, равное амплитудному напряжению на выходе устройства, так какстробирование осуществляется в моменты, отстоящие на 90 от моментаперехода сигнала через ноль, причемперехода от отрицательного значенияк положительному за счет соответствующего включения ЭУФ 9. Это выходное напряжение первого СП 4 через буферный каскад 6, служащий для лучшего согласования с входным сопротивлением вольтметра 7 постоянного тока, измеряется этим вольтметром,что дает информацию об амплитудномзначении напряжения на выходе устройства.Автоматическая подстройка фазы(АПФ) на 90 между моментами перехода через ноль сигнала на выходеустройства и строб-импульсом с выхода ФСИ 10 осуществляется следующимобразом, Частота следования стробимпульсов определяется коэффициен1479905 5 10 15 20 25 Формула изобретения 30 Устройство для калибровки уровней высокочастотных сигналон по авт.св. У 1048435, о т л и ч а ю щ е е с я тем, что, с целью повышения точности установки уровня напряжения выходного сигнала устройства, в него дополнительно введены второй фазовый детектор, второй интегратор и второй опорный генератор, причем первый вход второго фазового детектора соединен с выходом второго фильтра промежуточной частоты, второй вход этого фазового детектора подключен к выходу второго опорного генератора, а выход этого фазового детектора через интегратор подключен к управляющему входу перестраиваемого генератора. 35 45 40 Составитель А.ЗаборняТехред М.Ходанич Корректор С,ЧеРни Редактор А,Ренин 1 Заказ 2540/45 тираж 714 ПодписноеВНИИПИ Государственного комитета по изобретениям и открытиям при ГКНТ СССР 113035, Москва, Ж, Раушская наб., д. 4/5 Производственно-палате.м.ский комбинат "Патент, г.Ужгород, ул, Гагарина, 1 О 1 том деления ДПКД 8, на вход которого поступает сигнал с первого ОГ 1, а с выхода ДПКД 8 сигнал поступает через ЭУФ 9 на ФСИ 10, выходными импульсами которого осуществляется стробирование сигнала на выходе устройства. Информация от разности фаз между выходным сигналом и строб- импульсами переносится на промежуточную частоту (ПЧ) путем подачи сигнала с выхода устройства на смеси- тель 12, а с выхода ФСИ 10 - на второй СП 11, на другие входы смесителя 12 и второго СП 11 поступает сигнал от ПГ 13. Сигнал промежуточной частоты с выхода смесителя 12 поступает на усилитель-ограничитель 14, обеспечивающий динамический диапазон устройства до 100 дБ, и далее через второй ФПЧ 15 - на вход первого ФД 16. Сигнал с выхода второго СП 11 через первый ФПЧ 17 и фазовращательо18 на 90 , имеющий возможность ручной регулировки фазового сдвига, поступает на другой вход первого ФД 16, выход которого через первый интегратор 19 подключен на вход управления ЭУФ 9. Изменение вносимого фазового сдвига осуществляется следующим образом. Когда на выходе первого ФД 16 отрицательное напряжение, то происходит уменьшение разности фаз, а при положительном напряжении происходит увеличение разности фаз между сигналом на выходе устройства и строб-импульсами. Так будет поддерживаться разность фаз, равная 90 определяемая фазовращателем 18 на 90. Для более четкого "захвата" фазы можно подстройкой фазонращателя 18 выставить наибольший уровень на вольтметре 7, т.е. система АПФ будет введена в режим поддержания 90 -го фазового сдвига.ДПКД 8 понижает частоту следования строб-импульсов, что упрощает реализацию как ЭУФ 9, так и ФСИ 10. ДПКЛ 8 позволяет также привести частоту стробирования к одному номиналу при работе первого ОГ 1 в его диапазоне частот, Сигнал с выхода второго ФПЧ 15 подается на второй фД 20, где фаза его сигнала сравнивается с фазой сигнала с выхода второго ОГ 21. Напряжение ошибки, усиленное вторым интегратором 22, подается на управляющий вход ПГ 13, изменяя его частоту так, что при работе устройства в его диапазоне частот, величина промежуточной частоты всегда постоянна и ранна частоте кварцевого второго ОГ 21.Систематическая погрешность установки уровня выходного сигнала устройства не превышает 0,7 Е при доверительной вероятности 0,99 и вьппе, чем у прототипа (1-1,5 Х). При этом точность установки уровня выходного сигнала сохраняется в любой точке частотного диапазона устройства (а у устройства-прототипа лишь в дискретных, застабилизированных по частоте точках).