Измеритель спектров шумов свч-генераторов

)4 Н 03 Р ИСАНИЕ ИЗОБРЕТЕН и коэффиническоесплуатахинке ГОСУДАРСТВЕННЫЙ КОМИТЕТПО ИЗОБРЕТЕНИЯМ И ОТКРЫТИЯМПРИ ГКНТ СССР АВТОРСКОМУ СВИДЕТЕЛЬСТ(56) Измеритель флюктуацийциента корреляции ИФ Техописание и инструкция по экции, 1971,Корнилов С,А. Спектрально-корреляционные методы измерения флуктуационной нестабильности непрерывных СВколебаний. - Обзоры по электроннойтехнике сер. 1, Электроника СВЧ,вып. 8 (471), 1977.(54) ИЗМЕРИТЕЛЬ СПЕКТРОВ ШУМОВ СВЧГЕНЕРАТОРОВ(57) Изобретение относится к теизмерения шумовых составляющих коле баний СВЧ-генераторов, в частности1 вблизи несущей частоты колебаний. Цель изобретения - повышение чувствительности и расширение динамического диапазона измерения шумов, Поставленная цель достигается введением в схему г-ра 6 гармоник с первьм, вторым и третьим выходами соответствен" но -й, Е-й и п-й гармоник, сумматора 3, у-ля 8 колебаний дополнительной промежуточной частоты, двух фазовых детекторов 9, 12, у-ля 10 НЧ, фильтра 11 НЧ, у-ля 13 постоянного тг;ка, двух фазовращателей 14, 15 и их связей. Введение г-ра 6 обеспечивает возможность не только стабили- а зации несущей частоты колебаний 1-й промежуточной частоты 1-м кольцом ФАПЧ, но и создания 2-го кольца Фдля подавления фазовых шумов смесля и СВЧ-гетеродина. 1 ил.3 1506509Изобретение относится к технике измерения шумовых составляющих колебаний СВЧ-генераторов, в частности вблизи несущей частоты колебаний,5Цель изобретения - увеличение чувствительности и динамического диапазона измерения шумов.На чертеже представлена структурная электрическая схема измерителя спектров шумов СВЧ-генераторов.Измеритель спектров шумов СВЧ- генераторов содержит ферритовый вентиль 1, аттенюатор 2 и сумматор 3, смеситель 4, СВЧ-гетеродин 5 с электрической подстройкой частоты, генератор 6 гармоник с первым, вторым и третьим выходами соответственно 1-Й, 1-й и и-й гармоник, первый усилитель 7 колебаний промежуточной частоты, усилитель 8 колебаний дополнительной промежуточной частоты, первый фазовый детектор 9, усилитель 15 низкой частоты, фильтр 11 низкой частоты, второй фазовый детектор 12, усилитель 13 постоянного тока, первый фазовращатель 4 Е-й гармоники, второй фазовращатель 15 д-й гармоники, фильтр 16 промежуточной частоты, второй усилитель 17 колебании 30 промежуточной частоты, анализатор 18 спектра промежуточных частот, а испытуемый СВЧ-генератор 19.Генератор 6 гармоник состоит иэ высокостабильного генератора 20 гармоник с первым, вторым и третьим выходами. К первому выходу генератора 20 гармоник подключены последова- тельно соединенные селектор 21 1-й гармоники и первый дополнительный аттенюатор 22, к второму выходу - последовательно соединенные селектор 23 1-й гармоники и второй дополнительный аттенюатор 24, а к третьему выходу подключен селектор 25 и-й гармо ники.Измеритель работает следующим образом.На вход смесителя 4 через сумма" тор 3 поступают сигналы от испытуе 50 мого СВЧ-генератора 19, подключенного к входу ферритового вентиля 1, и от селектора 25 и-й гармоники генератора 6 гармоник. Колебания промежуточной частоты, равной разности частот испытуемого СВЧ-генератора 19 и СВЧ-гетеродина 5, выделяются на выходе смесителя 4 первым усилителем 7 колебаний промежуточной частоты. Величину этой промежуточной частотывыбирают такой, чтобы она была равначастоте 1-й гармоники колебаний генератора 6. Колебания этой промежуточной частоты с выхода первого усилителя 7 поступают на первый входвторого фазового детектора 12, навторой вход которого поступают отселектора 2 1 высокостабильные колебания 1-й гармоники генератора 6Вторым фазовращателем 15 устанавливают фазу этих колебаний, повернутойна 90 О относительно фазы колебаний,поступающих на первый вход фазовогодетектора 12, Уровень этих колебаний, необходимый для фазового детектора 12, устанавливают с помощью аттенюатора 28. Смеситель 4, первый усилитель 7 промежуточной частоты, второй фазовый детектор 12, селектор 21 1-й гармоники генератора 6, аттенюатор 22, второй фаэовращатель 15, усилитель 13 постоянного тока и испытуемый СВЧ-генератор 19 образуют узкополосное кольцо фазовой автоподстройки частоты испытуемого СВЧ-генератора, которая обеспечивает высокую стабильность несущей колебаний промежуточной частоты. Полоса частот этого кольца ФАПЧ должна быть меньше минимальной частоты шума, подлежащего измерению в испытуемом СВЧ-генераторе.Фазовые шумы смесителя 4 и СВЧ- гетеродина 5 в полосе частот шума, ,подлежащего измерению у испытуемого СВЧ-генератора, подавляются вторым кольцом фазовой автоподстройки частоты СВЧ-гетеродина 5. Это кольцо состоит из смесителя 4, усилителя 8 колебаний дополнительной промежуточной частоты, первого фазового детектора 9, усилителя 10, фильтра 11, СВЧ-гетеродина 5, селектора 23 Е-й гармоники генератора 6, аттенюатора 24 и первого фазовращателя 14 колебаний Е-й гармоники генератора 6, Шумовое напряжение на выходе первого фазового детектора 9 пропорционально фаэовым шумам смесителя 4 и СВЧ-гетеродина 5. Фаэовой автоподстройкой частоты гетеродина 5 они подавляются до уровня фазовых шумов 1-й гармоники генератора 6. Эти шумы определяют предельную чувствительность измерителя. На частоте порядка5 506 гединиц килогерц оци составляют вели -чину порядка минус 150-160 дГ/Гц,При измерении шумов вблизи несущей частоты генератора 19 второй уси 5.питель промежуточной частоты подключается непосредственно к выходу первого усилителя промежуточной частоты, а при измерении шумов вдали отФнесущей - вход усилителя 17 подключа пется к выходу фильтра 16 промежуточной частоты с помощью коммутатора 26.Анализатор 18 спектров колебацийпромежуточных частот служит для наблюдения и измерения уровней шумовыхсоставляющих спектра испытуемого СВЧгенератора. Чтобы исключить паразитные связи между обоими кольцами ФЛЛЧ,частоты -й, 1-й и и-й гармоникгенератора 6 должны соответствовать 2 Овзаимно простым числам,Введение дополнительного генератора 6 высокостабильных, малошумящихколебаний на выходах 1-й, 1-й и и-йгармоник кварцевых колебаний обеспечивает возможность не только стабилизации несущей частоты колебанийпервой промежуточной частоты первымкольцом ФАПЧ, но и создания второгокольца ФАПЧ для подавления фазовыхшумов смесителя и СВЧ-гетеродина навходе первого усилителя первой промежуточной частоты в полосе частотшума, подлежащего измерению у испытуемого СВЧ-генератора. Следствием такого построения схемы измерителя является возможность применения в качестве СВЧ-гетеродина немалошумящегоСВЧ-генератора с большим диапазономмеханической перестройки частоты и40с малой полосой ее электрической подстройки, а также возможность подавления фильтром 16 промежуточной частоты для увеличения динамического диапазона измерений с последующим усиле 45нием этих колебаний вторым усилителем 17. формула изобретенияИзмеритель спектров шумов СВЧ- генераторов, содержащий последовательно соединенные ферритовый вен 096типь, вход которого является входом измерителя и аттецюатор, последовательно соединенные смеситель, первый вход которого соединен с выходом СВЧ-гетеродцна с электрической подстройкой частоты, первый усилитель колебаний промежуточной частоты, фильтр промежуточной частоты, коммутатор, второй вход которого соединен с выходом первого усилителя колебаний промежуточной частоты, второй усилитель колебаний промежуточной частоты и анапизатор спектра промежуточных частот, о т л и ч а ю щ и йс я тем, что, с целью увеличения чувствительности и динамического днапазоца, введены генератор гармоник, снабженный .первым, вторым и третьим выходами 1-й, 1-й и и-й% гармоник, сумматор, первый вход которого подключен к выходу аттенюатора, второй вход - к третьему выходу генератора гармоник, а выход соединен с вторым входом смесителя,последовательно соединенные усилитель колебаний дополнительной промежуточной частоты, первый фазовый детектор, усилитель низкой частоты и фильтр низкой частоты, первый фазовращатель вход которого подключен к второму выходу генератора гармоник, а выход соединен с вторым входом первого фазового детектора, последовательно соединенные второй фазовый детектор и усилитель постоянного тока, второй фазовращатель, вход которого подключен к первому выходу генератора гармоник, а выход соединен с первым входом второго фазового детектора, при этом вход усилителя колебаний дополнительной промежуточной частоты подключен к выходу смесйтеля, выход фильтра низкой частоты соединен с управляющим входом СВЧ-генератора с электрической подстройкой частоты, второй вход второго фазового детектора подключен к выходу первого усилителя колебаний промежуточной частоты, выход усилителя постоянного тока является управляющим выходом измерителя.